高频课程设计liubing
高频课程设计
调频无线话筒1 概述通信的主要任务就是传输消息，最早的无线通信出现在工业化时期，随着无线电通信技术迅速发展，各种无线电通信设备广泛应用于人们生产、生活等各个领域。
1.1无线话筒准用的频段无线电波可以在空间自由传播，不受用途和地域限制，因此造成各种无线电设备的频率交叉重叠。
如果不加以规定和约束，不可避免地会产生相互干扰，影响正常的通信。
为此，世界上无线频率管理部门对无线电频率的使用范围作了统一规定，使它们之间的相互影响降到最低。
无线话筒使用频率为88MHZ-108MHZ。
1.2各频段无线电波的传播特性自由空间电磁波的传播衰减包括距离衰减（衰减量与距离的平方成正比）、传播媒体的吸收（空气、人体和墙体等）和金属结构物的反射。
频率越高，传播媒体的吸收越大，金属物体的反射越强（即阻止电磁波传播的能力越强）。
金属物体对电磁波都有反射作用。
阻挡电磁波传播的能力与电磁波的波长和金属物体的大小有关。
电磁波的波长小于金属物体的尺寸时，会被全部反射，传播受阻。
或者说，频率越高，金属物体对电磁波的反射越强。
相反，如果电磁波的波长大于金属物体的尺寸时，部分电磁波会绕过金属障碍物继续传播（电磁波的绕射特性）。
电磁波对金属网格（或金属孔板）有穿透能力。
电磁波的波长小于金属网格孔的直径时，则会被通过。
也就是说，波长越短，通过金属网格的穿透能力越强。
非金属物体（人体、墙壁等）对电磁波的吸收作用，电磁波的频率越高，非金属物体对它的吸收越大，电磁波的传播衰减也越大。
无线电通信系统的基本组成框图：信源输入换能器发射机无线信道接收机噪声图1.1 无线电通信系统框图1.3 无线话筒无线话筒是一个简单的发送设备，由输入换能器和发射机构成。
输入换能器将待发送的信息变换为基带信号，如果信息表现为声音，那么换能器便是将声音变换为电信号的话筒。
发射机将基带信号变换成其频带适合在信道中传播的信号，并送入信道。
这种变换称为调制。
用来对载波进行调制的基带信号称为调制信号。
高频课程设计图
高频课程设计图一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握第三章“代数与方程”的核心概念和基本技能，能够运用所学的知识解决实际问题。
具体目标如下：1.理解代数式的概念及其各种运算规则。
2.掌握一元一次方程、一元二次方程的解法及其应用。
3.了解函数的基本概念及其性质。
4.能够熟练地进行代数式的化简、求值和变形。
5.能够运用一元一次方程、一元二次方程解决实际问题。
6.能够理解和运用函数的概念，分析函数的性质。
情感态度价值观目标：1.培养学生对数学的兴趣和自信心，使学生能够积极主动地参与数学学习。
2.培养学生的团队合作意识，使学生在解决问题时能够与他人合作、交流。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括第三章“代数与方程”的相关知识，具体包括以下内容：1.代数式：代数式的概念、各种运算规则。
2.一元一次方程：一元一次方程的定义、解法及其应用。
3.一元二次方程：一元二次方程的定义、解法及其应用。
4.函数：函数的基本概念、性质。
教学过程中，将结合课本和学生的实际情况，合理安排教学内容的安排和进度，确保学生能够扎实掌握所学知识。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解代数式、方程和函数的概念、性质和运算规则，使学生能够理解和掌握相关知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，引导学生主动思考、提问和解决问题，培养学生的团队合作意识和问题解决能力。
3.案例分析法：通过分析实际问题，引导学生运用所学的方程和函数知识解决实际问题，培养学生的应用能力。
4.实验法：学生进行数学实验，让学生通过实践操作和观察，加深对代数式、方程和函数的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备以下教学资源：1.教材：《数学课本》第三章“代数与方程”。
2.参考书：《代数与方程手册》。
3.多媒体资料：制作PPT、教学视频等，以直观展示代数式、方程和函数的概念和性质。
高频课程设计(13—14(1)
通信电路课程设计一、选频网络设计（2人）主要技术指标：谐振频率，通频带宽，品质因数，矩形系数小于10。
（串、并联）设计要求：电路图；利用Multisim或pspice进行仿真设计；相关仿真波形图、频率特性图。
二、高频小信号谐振放大器的设计（4人）主要技术指标：谐振频率，谐振电压放大倍数，通频带宽，矩形系数小于10。
设计要求：电路图；利用Multisim或pspice进行仿真设计；相关仿真波形图、频率特性图。
三、高频功率放大器的设计（5人）主要技术指标：输出功率，工作中心频率约为5MHz，效率大于60%，负载。
设计要求：电路图；工作状态分析；利用Multisim或pspice进行仿真设计；相关仿真波形图、频率特性图（包括负载特性、电压变化对工作状态的影响）。
四、高频正弦波振荡器的设计（5人）主要技术指标：工作频率，频率稳定度较高。
设计要求：互感耦合振荡电路或选择合适的三点式振荡器；选取电路各元件参数，使其满足起振条件及振幅条件；电路图；利用Multisim或pspice进行仿真设计；相关仿真波形图、频率特性图。
五、AM调制/解调电路的设计（5人）主要技术指标：载频为100MHz，调制信号为1kHz的正弦波，调幅指数为30%设计要求：分别用高电平调幅、低电平调幅电路实现AM调幅；包络检波检波器进行AM信号的解调；电路图；利用Multisim或pspice进行仿真设计；相关仿真波形图、频率特性图。
六、DSB调制/解调电路的设计（5人）主要性能指标：载频为100MHz，调制信号为1kHz的正弦波。
设计要求：低电平调幅电路实现DSB调制（2种）；同步检波法进行解调。
电路图；利用Multisim或pspice进行仿真设计；相关仿真波形图、频率特性图。
七、SSB调制/解调电路的设计（4人）主要性能指标：载频为100MHz，调制信号为1kHz的正弦波。
设计要求：低电平调幅电路实现SSB调制；同步检波法进行解调。
高频课程设计
⾼频课程设计1 总体设计⽅案与要求1.1 设计任务的⽬的（1）掌握⾼频电⼦电路的基本设计能⼒及基本调试能⼒，并在此基础上设计⼀个可实现调频，调幅功能的晶体正弦波振荡器。
（2）提⾼电⼦电路的理论知识及较强的实践能⼒，能够正确使⽤实验仪器进⾏电路的调试与检测。
1.2 设计任务的性能指标根据已知条件，完成通过基于⽯英晶体的正弦波振荡器的设计、连接与仿真。
该振荡器须符合以下要求：（1）采⽤晶体三极管构成⼀个正弦波振荡器；（2）额定电源电压12.0V ，电流1～3mA;其中本振的输出频率为16.455MHz;振荡器的输出频率为10MHz;（3）振荡器输出信号幅度≥0.5 V (P-P)。
2 设计课题总体⽅案及⼯作原理说明2.1 设计⽅案本次设计⾸先以NPN型晶体管9014/9013和标称频率为10MHz/16.455MHz的⽯英晶体为基础分别设计出16.455MHz本振信号振荡器和10MHz的晶体振荡器，然后根据⽯英晶体振荡器的输出要求设计电路，然后根据电路图的基本形式和设计的要求计算出各元件的参数和性能要求。
根据仿真后的电路原理图进⾏调试，从⽽完成整个正弦波振荡器的设计。
2.2 设计⽅案晶体管的介绍和⼯作原理2.2.1 ⽯英晶体的详细介绍⽯英晶体作为滤波、振荡元件已⼴泛应⽤在⼴播通讯、电⼦测量、航空、航天等⽅⾯。
其发展历史只有短短⼏⼗年,美国是发展⽯英晶体最早的国家,⽽像CORNIGN这样的⽼牌公司也只是在1941年才注册成⽴。
最近⼀、⼆⼗年来,由于PCS、GSM、GPS、PDC、CDMA等诸多移动通讯技术的需求,⽯英晶体振荡器中的⽯英晶体谐振器不再是单⼀元件,它已发展成为组件,⽽且⼏乎全部以集成化、全集成化、全数字化形式展现出来,体积⽐过去缩⼩了数倍乃⾄数⼗倍。
⽯英晶体振荡器是⾼精度和⾼稳定度的振荡器，被⼴泛应⽤于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中⽤于频率发⽣器、为数据处理设备产⽣时钟信号和为特定系统提供基准信号。
高频课程设计
一、任务书二、报告正文一、课程设计目的1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用；2.进一步理解各种调制、解调和混频的基本理论和实现方法；3.学会应用LabVIEW软件进行仿真；4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力二、设计内容及要求内容：1.调幅与检波（1）高频DSBFC信号产生与检波（2）DSBSC信号产生与检波2.FM波产生与解调要求：1.调制信号均为5kHz的正弦波，高频DSBFC信号载波频率取500kHz-1600kHz （在该范围内可调），其他载波频率均取100kHz；2. 以上1中的DSBFC和DSBSC检波不可用相同的方法；3. 明确设计任务，合理选择设计方案；4. 利用LabVIEW进行仿真；三、设计原理（一）调制与解调概述调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。
调制是在发射端将调制信号从低频段变换到高频段, 便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用；解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段, 恢复原调制信号。
在模拟系统里, 按照载波波形的不同, 可分为脉冲调制和正弦波调制两种调制方式：一、脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波, 用低频调制信号分别去控制矩形脉冲的幅度、宽度或位置三个参量, 分别称为脉幅调制(PAM), 脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)。
二、正弦波调制是以高频正弦波为载波, 用低频调制信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参量, 分别称为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。
根据设计要求，本课程设计均采用正弦波调制，具体如下：调幅：使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。
调频：使载波的瞬时频率随调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。
调相：利用原始信号控制载波信号的相位。
这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。
而解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。
高频课程设计报告
高频课程设计报告1. 引言本报告旨在对高频课程设计进行全面的分析和评估。
高频课程设计是一种针对特定需求和目标制定的教学计划，旨在提供高质量的教育体验。
通过本报告，我们将探讨高频课程设计的定义、目标、设计原则以及评估方法。
2. 高频课程设计的定义和目标2.1 定义高频课程设计是指教师或培训师根据特定的学习需求和目标，设计和组织高频的课程内容。
高频课程设计注重提供与实际工作和生活相关的教育内容，强调学生的实际操作能力和解决问题的能力。
2.2 目标高频课程设计的目标主要包括：•培养学生实际操作能力：通过设计易于实施的实践活动和项目，培养学生的实际操作技能。
•培养解决问题的能力：通过引导学生思考和解决实际问题的方式，培养学生的解决问题的能力。
•提高学习效果：通过设计高频的课程内容，激发学生的学习兴趣，提高学习效果和成绩。
3. 高频课程设计的原则3.1 目标导向性高频课程设计的首要原则是以学生的学习需求和目标为导向。
教师应该根据学生的实际情况和需求，设计课程内容和教学活动，以帮助学生实现其学习目标。
3.2 实践性高频课程设计注重学生的实践操作能力的培养。
教师应该设计和组织适合学生的实际操作活动和项目，以让学生在实践中学习和提高。
3.3 问题导向性高频课程设计应该引导学生思考和解决实际问题的能力。
教师应该通过设计问题情境和案例分析等教学活动，培养学生的解决问题的能力。
3.4 激发兴趣高频课程设计应该结合学生的兴趣和爱好，设计具有吸引力和趣味性的教学内容和活动，以激发学生的学习兴趣。
3.5 教学评估和反馈高频课程设计应该建立有效的教学评估机制，及时获取学生的学习情况，并给予及时的反馈和指导，以调整和改进课程设计和教学方法。
4. 高频课程设计的评估方法高频课程设计的评估方法主要包括定性和定量评估方法。
4.1 定性评估方法定性评估方法通过观察和记录学生的学习情况和表现，进行个案分析，从而评估高频课程设计的效果。
常用的定性评估方法包括教学观察、学生访谈、实际操作评估等。
《高频课程设计》
1总体设计方案选择：频率调制是高频振荡的振幅U cm保持不变，而频率却随调制信号uΩ(t)的变化做线性变化，已调波成为调频波。
这中调制称为频率调制，常用FM 表示。
产生调频信号的电路叫做调频器，对他有4个主要的要求：1 已调波的瞬时频率与调制信号电压的大小成比例变化。
2 未调制时的载波频率即已调波的中心频率具有一定的稳定度。
3 最大频偏与调制频率无关。
4 无寄生调幅或寄生调幅尽量小。
产生调频的方法主要归纳为两类：1 用调制信号直接控制载波的瞬时频率——直接调频。
2先将调制信号积分，然后对载波进行调相，结果得到调频波。
即由调相变调频——间接调频。
变容二极管调频的主要优点是能够获得较大的频移（相对于间接调频而言），线路简单，并且几乎不需要调制功率，其主要缺点是中心频率的稳定度低。
在满足设计的各项参数的基础上尽量简化电路，因此本次课程设计采用2CC1C变容二极管进行直接调频电路设计。
电路包括二部分LC正弦波振荡器和变容二极管调频电路。
2变容二极管调频电路设计原理2.1 FM 调制原理：FM 调制是靠信号使频率发生变化，振幅可保持一定，所以噪声成分易消除。
设载波t w Vcm Vc c cos =,调制波t w Vsm Vs s cos =。
t w w w w s c m cos ∆+=或t f f f f s c m π2cos ∆+=，此时的频率偏移量△f 为最大频率偏移。
最后得到的被调制波m cm m V V θsin = , V m 随V s 的变化而变化。
⎰∆+==ts s c m m t w w w t w dt w 0sin )/(θ)sin sin(]sin )/(sin[sin t w m t w V t w w w t w V V V s c cm s s c cm mcm m +=∆+==θss f fw w m ∆=∆=为调制系数 2.2 变容二极管直接频率调制的原理：2.2.1 变容二极管的特性：变容二极管是利用半导体PN 结的结电容随反向电压的改变而变化这一特性制成的一种半导体二极管，它的集间结构和伏安特性与一般检波二极管没有多大差别。
高频频率及课程设计
高频频率及课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解高频频率的概念，掌握其计算方法，并能在实际问题中进行运用。
2. 学生能掌握频率分布表的制作方法，通过数据分析，发现数据分布的特点。
3. 学生能运用统计学知识，对高频频率的数据进行合理的解释和推断。
技能目标：1. 学生能运用计算器或统计软件进行高频频率的计算和分析。
2. 学生能通过小组合作，共同完成频率分布表的制作，提高团队协作能力。
3. 学生能运用所学知识，解决实际问题，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习高频频率的知识，培养对数据分析的兴趣和热情。
2. 学生在小组合作中，学会倾听他人意见，尊重他人，培养合作精神。
3. 学生通过对高频频率的实际应用，认识到数学知识在生活中的重要性，增强学习的积极性。
课程性质：本课程属于数学学科，以统计学为基础，重点在于培养学生的数据分析能力。
学生特点：学生处于初中年级，具有一定的数学基础，对新鲜事物充满好奇，但需要引导激发学习兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度，培养良好的学习习惯和合作精神。
通过具体的学习成果，对课程目标进行有效评估。
二、教学内容本节课依据课程目标，选定以下教学内容：1. 高频频率的概念与计算方法：- 频率的定义与性质- 高频频率的计算公式- 实际问题中的高频频率分析2. 频率分布表及其制作：- 频率分布表的概念与作用- 制作频率分布表的步骤与方法- 频率分布表的解读与应用3. 统计数据分析与推断：- 数据分布的特征参数- 高频频率数据的统计分析- 数据推断与预测教学大纲安排如下：第一课时：高频频率的概念与计算方法，引入频率的定义，讲解计算公式，结合实际例子进行讲解和练习。
第二课时：频率分布表及其制作，指导学生动手制作频率分布表，分析数据分布特点。
第三课时：统计分析与推断，运用频率分布表进行数据分析，引导学生进行数据推断和预测。
高频电路原理及应用课程设计
高频电路原理及应用课程设计一、课程背景本课程是电子系本科生专业课程之一，主要涉及高频电路的原理和应用。
课程着重介绍了高频电路的基本理论、设计方法、测试技术和实际应用。
对于电子工程领域有兴趣的学生，这门课程将是必修课程。
二、课程目标本课程旨在：1.培训学生对高频电路的基本原理和设计方法进行深入理解；2.提高学生的实验能力和应用能力；3.培养学生独立进行电路设计和测试的能力；4.帮助学生掌握电子工程领域的基础理论，并将其应用于实际项目设计中。
三、课程内容1.高频电路基础知识–信号幅度、频率和相位–压力波和电流波–传输线基本理论2.微波元器件–滤波器–功率分配器–方向耦合器–混频器3.射频电路和微波电路–放大器–振荡器–收发信机–数字电视4.高频电路测试和设计技术–VNA测试–常用高频电路仿真软件–高频电路板设计四、课程设计本课程的重点是让学生设计一个简单的高频电路项目，以巩固所学知识和技能。
本课程设计将包括以下步骤：1.研究电路和其应用：从学生现实生活的角度出发，找出并研究一个电子产品，如手机、收音机等。
根据产品的功能和要求，选定电路和其应用。
2.电路设计：根据选择的电路，进行电路设计。
设计电路的内容包括电路方案的选择、电路分析和计算等。
3.PCB设计：根据电路设计要求，进行板子的设计，可以使用常用的PCB设计软件，如Altium Designer等。
4.原理验证：使用仿真软件，比如ADS，验证设计的电路能够满足预期功能。
5.实验验证：采用实验室提供的测试设备，测试设计好的电路板，发现并解决出现的问题，并修改电路设计。
五、课程评估本课程的评估将包括以下几个方面：1.平时成绩：包括作业完成情况、课堂表现等。
2.课程设计报告：每个学生将提交一份电路设计报告，包括电路选型、电路设计、PCB布局、仿真结果和实验验证。
3.期末考试：根据本课程的知识和技能进行期末考试。
六、结束语高频电路原理及应用是电子工程领域中很重要的一门课程，在整个电子工程学习中占有非常重要的位置。
高频电子课程设计
高频电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握高频电子电路的基本原理，理解并掌握振荡器、放大器、滤波器等高频元件的工作原理；2. 使学生了解高频电路在实际应用中的技术指标，如频率范围、带宽、增益等；3. 引导学生掌握高频电路的调试与测试方法，了解各类高频电子仪器的使用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单高频电子电路的能力；2. 提高学生分析高频电路故障并进行调试的能力；3. 培养学生运用高频电子技术解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对高频电子技术的兴趣，激发学生探索科学技术的热情；2. 培养学生的团队协作意识，提高学生在团队中沟通、协作的能力；3. 引导学生认识高频电子技术在我国科技发展中的重要作用，增强学生的民族自豪感和社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够独立完成振荡器、放大器、滤波器等高频元件的原理图绘制；2. 学生能够使用高频电子仪器进行电路测试，分析并解决实际问题；3. 学生能够在团队中发挥积极作用，共同完成高频电子电路的设计与调试。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 高频电子电路基本原理：- 振荡器原理及其分类；- 放大器原理及高频放大器的设计；- 滤波器原理及其分类。
2. 高频电路实际应用及相关技术指标：- 频率范围、带宽、增益等参数的介绍；- 各类高频电路在实际应用中的性能分析；- 高频电路的阻抗匹配原理。
3. 高频电路调试与测试方法：- 高频电子仪器的使用及操作方法；- 高频电路调试的基本流程和技巧；- 故障分析与解决方法。
具体教学大纲安排如下：1. 第1-2课时：高频电子电路基本原理；2. 第3-4课时：高频电路实际应用及相关技术指标；3. 第5-6课时：高频电路调试与测试方法。
教材章节及内容：1. 教材第3章：振荡器、放大器、滤波器基本原理；2. 教材第4章：高频电路在实际应用中的性能分析；3. 教材第5章：高频电路调试与测试方法。
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沈 阳 大 学
课程设计说明书NO.3
图二高频宽带滤波电路模型
2.3主要性能指标分析
2.3.1DDS相位噪声
DDS实际上是一个数字分频系统，理论上输出相噪应该以分频比N=fCLK／fDDS相对于系统时钟相噪优化-lg N(dB)，0<N<1，但实际上，由DDS系统内部数字部分引入了相位抖动，不仅有可能抵消相噪优化的部分，而且还要恶化相噪，最坏情况可达10 dB。DDS相噪的近似关系：
2.3.5跳频时间
跳频时间包含两部分的计算，一部分是DDS跳频时间，另一部分则是环路的频率稳定时间。
DDS核心技术包括相位累加器。正弦表查值，DAC转换及LPF平滑，按芯片AD9850的资料，频率控制寄存器为40 b，采用并行方式需用5个时钟周期(TS)改变频率控制字，FQ_UD信号有效后，间隔tCF输出新的正弦信号。因此DDS跳频时间至少为：
直接数字式频率合成技术(DDS)的频率分辨率高、频率转换速度快，在通信、遥感测量、雷达等领域具有广阔的应用前景。DDS／PLL混合频率合成是一项新兴技术。DDS激励PLL倍频的方式能发挥DDS高分辨率的特点。但采用DDS技术制作的频率合成器在使用中还必须解决低相位噪声和抑制杂散等问题，DDS信号中的相噪与杂散一旦落入环路内将会恶化lg N。尤其当采用倍频、变频等方法将频率提高到微波频段后，该问题显得更加突出，此外还必须面对实现宽频带和降低成本的问题。
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课程设计说明书NO.2
图一基于DDS的锁相频率合成器框图
本方案采用了DDS取代多环频率合成器中的低(细)频率子环，VCO输出频率范围89.6～110.4 MHz，DDS输出频率范围20～20.8 MHz，混频后取下变频69.6～89.6 MHz，经ECL预置分频器10分频至6.96～8.96 MHz，锁相环(PLL)鉴相频率取80 kHz，内部程控分频范围87～112 kHz。
LDDS=LS-20lg N+δ (2)
其中，LDDS为DDS输出的相噪，LS为参考时钟的相噪，δ为DDS相噪恶化因子。
本设计方案取fCLK=100 MHz，fDDS=20 MHz，δ=10 dB。可得，DDS相噪相对于参考时钟还改善了4 dB。
2.3.2锁相环路相位噪声
DDS取代多环锁相频率合成器的低频率子环后，环路相位噪声模型如图三所示。
(7)
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课程设计说明书NO.8
用户可以根据需要随意设定两个频率寄存器的数值，在进行2FSK调制时，数字调制信号通过FSELECT管脚输入，从而选择当前输出的频率信号的频率寄存器，四个相位寄存器还可以设置两频率信号的相位，通过相位累加实现两个不同频率信号的输出，实现数字调频。
2．设计方案论证
2.1DDS与锁相频率合成的简介
现代频半合成源对频率精度、分辨率、转换时间和频谱纯度等指标提出了越来越高的要求。甚高频(VHF)频率合成器通常采用多锁相环路(PLL)结构，多环合成器将单环中的巨大分频比用多个环路来负担，同时各环，尤其足主环的鉴相频率大幅度提高，从而满足了鉴相频率高、分频比小和分辨率高等要求。但是由于多环组合的固有特性，尤其是分辨率每提高1个数量级，就要增加一级子环路，使得其频率转换速度低、线路复杂、可靠性差。
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课程设计说明书NO.7
图六AD9835内部框图
AD9835内部有一个32位相位累加器，两个32位频率寄存器（F0和F1），四个12位相位寄存器（P0、P1、P2、P3）。32位相位累加器的输出值截取高12位后与12位
寄存器值相加，构成12位的相位地址，寻址余弦ROM表。寻得到的幅度值经10位的高速D/A转换后，合成相应的余弦信号，从而完成频合成的全过程。
课程设计说明书NO.1
DDS与锁相频率合成的设计
1.课程设计的目的
本课程为电子、通信类专业的独立实践课，该课程设计建立在电路基础、低频与高频电子线路等课程的基础上，主要让学生加深对高频电子线路理论知识的掌握，使学生能把所学的知识系统地、高效地贯穿到实践中来，避免理论与实践的脱离，同时提高学生的动手能力，并在实践不断完善理论基础，有助于培养学生综合能力。
3.2AD9835在频率合成中的应用
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课程设计说明书NO.6
直接频率合成技术基于采样定量，通过查表法来产生所需波形。如图五所示。
图五频率合成系统框图
其中，频率设定部分通过控制器将需要输出的频率参数值进行设置，从而控制相位累加器。相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。每送来一个时钟脉冲，加法器将控制字k与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送到累加寄存器的数据输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟脉冲的作用下，不断地对频率控制字进行线性相位累加。相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的输出频率就是DDS输出的信号频率。
2.3.4频率步进
在本设计中采用ADI的AD9850单片集成直接数字频率合成器，最高时钟允许125 MHz，频率调谐字为32 b。根据DDS的工作原理，其输出频率fo和参考时钟fs，相位累加器长度N以及频率控制字FSW的关系为：
fo=fs×FSW／2N (4)
在100 MHz时钟下工作时，频率分辨率可达23 MHz，完全可满足系统设计的1 Hz频率细调要求。
3.3任意频率合成及数字调频、调相设计
AD9835内部有两个32位的频率寄存器，这种结构使AD9835在通信调制中得到了广泛的运用。在相应控制器的控制下，用户可以根据需要通过控制器接口输入相应的频率控制字，单片机通过串行方式将频率控制字加载到AD9835的两个频率控制字中，其输出频率如式（7）所示：
从相位累加器输出的数据作为波形存储器（ROM）的相位取样地址。把存储在波形存储器内的波形抽样值（二进制编码）通过查找表方式查出，完成相位到幅值的转换。波形存储器的输出送到D/A转换器，D/A转换器从而将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟信号。
AD9835是高性能频率合成器，其最高频率为50MHz，可以广泛运用于频率合成和调制技术中，其内部框图如图六所示：
图三环路噪声模型
根据环路理论环路总的相噪为:
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课程设计说明书NO.4
（3）
式中，LRS，LPD，LLP，LVCO，LDDS分别是环路参考晶振、鉴相器、环路滤波器、VCO、DDS的相噪，Lo是系统总输出相噪，H(jω)是环路有效传递函数，为低通滤波因子。
从式(3)可以看出，输出信号近端相位噪声与环路分频比有20lg N的关系，提高主环鉴相频率fr，可减小环路分频比。本方案采用混频方式，在一定程度上也减小了分频比，对带内相位噪声有一定改善。环路带宽外的相噪则主要由VCO的固有噪声决定。
根据对DDS杂散分析和锁相环路设计的结果，环路鉴相频率确定为5MHz，DDS设计输出15，20MHz两个频率，因此DDS后分频器的分频比 NM的值为3或4，环路带宽设计为50kHz，相位余量设计为60°。
该频率源输出频率范围为70～110MHz，频率步进小于1Hz，输出信号杂散电平小于-60dBc，相位噪声指标在偏离载频1kHz处大约为 -105dBc/Hz，而在偏离载频10kHz处达到了-115dBc/Hz以下。 杂波抑制指标改善超过10dB以上。进一步试验表明，通过降低鉴相频率、增加NM值并扩大M的优化取值范围，杂波抑制可以小于-70dBc。
采用DDS内插PLL混频，即DDS输出与PLL反馈回路中的压控振荡器(VCO)输出混频，相当于用DDS取代多环频率台成器中的低(细)频率子环，电路结构简单，在频率转换速度、分辨率等方面性能优良，并且不存在DDS相噪与杂散恶化的问题。本课程设计是基于该思想的一种VHF段频率合成器设计。
锁相环（PLL）电路对输入信号相当于一个窄带跟踪滤波器，因此将DDS输出信号作为参考信号驱动一个PLL后不但可以大大抑制杂散信号，还可以方便地将频率信号倍频提高，但采取该方法会使输出信号的相位噪声恶化。而如果在环路中将压控振荡器(VCO)的输出信号作为DDS的输入信号，DDS在电路中就成为一个分辨率极高的分频器，不仅能利用环路实现杂散抑制，同时也可使输出信号的相位噪声降低，而且由于不必采用高频晶体振荡器，系统成本也会大大降低，并很容易使整个电路采用混合电路工艺进行系统集成。
2.3.3杂散抑制
直接数字式频率合成(DDS)的相位截断误差，DAC量化误差及DAC非线性等固有特性，导致其输出杂散丰富，如果直接用DDS输山激励锁相倍频，将导致频谱恶化，而本方案采用的内插式混频方式，DDS输出杂散未经锁相倍频，而仍然保持DDS原来输出的水平。在本方案中，按DDS芯片AD9850资料，输出20 MHz时，杂散优于75 dBc。
2.2方案设计
本方案设计一个VHF段频率合成器，输出信号频率分辨高，相位噪声低。
图一所示为频率合成器的原理框图。该合成器原理如下：压控振荡器(VCO)产生VHF段频率信号，在反馈通道中与直接数字式频率合成器(DDS)输出下混频，经带通滤波、程控分频器后送鉴相／鉴频器，与鉴相频率比较得到的相位误差信号，经低通环路滤波后，其平均值控制VCO输出向设定频率值靠拢并最终锁定。
环路捕获时间：
2.3.6频率范围
如前所述，本方案中合成器输出频率范围89.6～110.4 MHz，DDS输出频率范围20～20.8 MHz，由式(1)可知，粗调频率步进为10×fr=800 kHz，细调频率步进(频率分辨率)为1