频率合成器的主要指标(精)
相位测试的原理和应用
相位测试的原理和应用前言相位测试是一种用于测量信号相对于参考信号的相位差的技术。
它在许多领域中都有广泛的应用，例如通信、电子、光学和声学等。
本文将介绍相位测试的基本原理以及其在不同领域中的应用。
相位测试的原理相位测试是通过比较信号与参考信号之间的相位差来测量的。
相位差是指两个信号之间的相位偏移量。
常用的相位测试方法包括以下几种：1.干涉法：干涉法是利用干涉现象测量相位差的方法。
它通过将信号与参考信号进行干涉，从而得到相位差的信息。
干涉法的精度较高，适用于高精度的相位测量。
2.锁相放大器：锁相放大器是一种特殊的放大器，通过锁定特定的相位来测量信号的相位差。
锁相放大器可以提供高灵敏度和高分辨率的相位测量，广泛应用于光学和电子领域。
3.频域分析法：频域分析法是利用频谱分析原理来测量信号相位差的方法。
它通过将信号转换到频域进行分析，从而得到相位差的信息。
频域分析法适用于宽频带信号的相位测量。
相位测试的应用通信领域相位测试在通信领域中有着广泛的应用。
例如，相位测试可以用于测量信号的传输延迟。
通过测量发送信号和接收信号之间的相位差，可以得到信号传输的延迟时间，从而评估通信系统的性能。
另外，在数字通信中，相位测试也常用于时钟恢复和同步。
通过测量接收信号与本地时钟的相位差，可以实现准确的时钟恢复和数据同步，提高数据传输的可靠性和稳定性。
电子领域相位测试在电子领域中也有着重要的应用。
例如，在频率合成器的设计和测试中，相位测试可以用于测量输出信号的相位噪声和抖动。
相位噪声和抖动是频率合成器性能的重要指标，通过相位测试可以评估频率合成器的性能。
此外，在数字信号处理中，相位测试可以用于信号重构和滤波器设计。
通过测量信号与参考信号之间的相位差，可以恢复原始信号的相位信息，并进行相关的信号处理和滤波器设计。
光学领域相位测试在光学领域中有着广泛的应用。
例如，在激光测量中，相位测试可以用于测量激光的相位差，从而得到目标物体的形状和表面形貌信息。
DDS介绍
DDS介绍（自己整理）DDS概要1971年，美国学者J.Tierney等人撰写的“A DIGITAL Frequency Synthesizer”-文首次提出了以全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种新给成原理。
限于当时的技术和器件产，它的性牟指标尚不能与已有的技术盯比，故未受到重视。
近1年间，随着微电子技术的迅速发展，直接数字频率合成器（Direct DIGITAL Frequency Synthesis简称DDS或DDFS）得到了飞速的发展，它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的姣姣者。
具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。
DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。
与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。
一、DDS原理和结构DDS的基本大批量是利用采样定量，通过查表法产生波形。
DDS的结构有很多种，其基本的电路原理可用图1来表示。
相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。
每来一个时钟脉冲fs，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，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位加累加。
由此可以看出，相位累加器在每一个中输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的出频率就是DDS输出的信号频率。
用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。
这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值转换。
基于DDS和PLL的频率合成器的研制
(a)span=250KHz fb)span=10KHz
图4.14一波段70.955MHz频谱
Fi94.14the spectrum at70.955MHz in the fast band
(b)胛”2lO舭
(a)spa^:250KHz
图4.15一波段72.055Wlz频谱
Fi94.15the spectrum at72.055MI-tz in the first band
首先分析直接数字频率合成器(DDS)的基本结构、工作原理、杂散来源、输出频谱特性。然后介绍了锁相环(PLL)的基本结构、相位模型、频率响应、噪声及杂散性能。接着对DDS+PLL频率合成器常用组合方案进行了介绍,并对DDS+PLL系统的相位噪声、杂散、频率转换速度进行了分析。
DDS+PLL频率合成方法有很多优点。它可以将DDS的超高频率分辨率、高频率精确度、容易实现程控等优点与锁相环良好的窄带跟踪滤波特性相结合。利用这一理论并结合系统要求的技术指标,选用了性能优良的DDS和PLL芯片,最终实现方案采用了DDS+PLL+混频+倍频等综合频率合成技术,有效的减小了环路N值,实现了宽带低相位噪声高分辨率频率合成器。分析了电路的主要组成单元,对重要的技术和电路单元作了详细说明,最后对电路进行了测试。
GSM射频指标详解
1 射频(RF)指标的定义和要求1.1 接收灵敏度（Rx sensitivity）(1)定义接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。
衡量收信机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。
这里只介绍用残余误比特率(RBER)来测量接收灵敏度。
残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。
(2)技术要求●对于GSM900MHz频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为一102dBm时，RBER不超过2％。
测量时可测试实际灵敏度指标。
根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2％时，若RF输入电平为-l09一l07dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为-l07一l05dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-105一l02dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平＞-l02dBm，则接收灵敏度为不合格。
●对于DCSl800MHz频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为-l00dBm，RBER不超过2％。
测量时可测试实际灵敏度指标。
根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2％时，若RF输入电平为一l08一-105dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为一105-- -l03dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-l03一-100dBm，则接收灵敏度为一般；若RF 输入电平为＞-l00 dB mm，则接收灵敏度为不合格。
1．2频率误差Fe、相位误差峰值Pepeak、相位误差有效值PeRMS(1)定义测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。
GSM调制方案是高斯最小移频键控(GMSK)，归一化带宽为BT＝0．3。
发射信号的相位误差定义为：发信机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差。
理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到。
频率误差定义为考虑了调制和相位误差的影响以后，发射信号的频率与该绝对射频频道号(ARFCH)对应的标称频率之间的差。
《通信电子电路》期末考试试题
《通信电子电路》期末考试卷及答案班别姓名学号成绩一、填空题（每空1分，共15分）1、无线电波的多径传播是指无线电波传播的机理是多种多样的，发射机天线发射的无线电波，通过不同路径到达接收机。
2、在蜂窝移动通信系统中，电磁波遇到各种障碍物时会产生反射和散射现象，会对直射波造成干涉，即产生多径衰落现象。
3、由于移动用户在不停地运动，当达到一定速度时，固定接收点的载波频率将随运动速度的不同，产生不同的频移，这种现象叫做多普勒效应。
4、调制是按照调制信号的变化规律去改变载波某参数的过程。
根据调制器功能的不同，调制可以分为幅度调制、频率调制、相位调制。
5、电路的谐振是指当外加信号的频率等于回路所固有谐振频率时，这种状态就称为谐振。
并联谐振电路的特点是：感抗等于（填“大于”“等于”或“小于”）容抗，此时回路两端电压达到最大（填“最大”或“最小”）。
6、常用的集中选频滤波器件有高阶LC滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面滤波器和螺旋滤波器。
7、高频功率放大器的主要技术指标是输出功率和输出效率。
8、变容二极管的特点是它的容量随着加在它两端的反向电压的绝对值的增大而减少。
它常用在本地振荡电路中。
9、频率合成器是一种频率可调或可程控的高稳定的信号源。
它利用锁相环的频率跟踪特性。
可以完成分频、倍频和混频的功能，构成频率变换电路。
二、判断题（每题2分，共30分）（请把答案填在下表相应位置）1、现代通信系统和电子设备中的控制电路有：自动增益控制电路、自动频率控制电路和自动相位控制电路。
（）2、读电路图时，在追踪直流供电电路时，有一个原则是，在直流流通的通路中不可以有任何电感存在。
（）3、在电路中，直流电源接入点都接有对地的旁路电容，作为滤波、退耦之用。
4、在无线电技术中，调幅就是用高频信号去控制调制信号的幅度，使调制信号的振幅按照高频载波信号的变化规律进行变化。
（）5、角度调制是频率调制和相位调制的合称。
角度调制就是用调制信号去控制高频载波的频率或相位，使之随调制信号的变化规律而变化。
基于DDS的锁相频率合成器设计
基于DDS的锁相频率合成器设计李俊;施颂生【摘要】提出一种基于直接频率合成技术(DDS)的锁相环(PLL)频率合成器,该合成器利用DDS输出与PLL反馈回路中的压控振荡器(VCO)输出混频,替代多环锁相频率合成器中的低频率子环,使合成器输出频率在89.6～110.4 MHz之间分辨率达1 Hz,并保持DDS相噪、杂散水平不变.结合DDS的快速频率切换和PLL环路跟踪能力,实现信号的快速跳频.本文给出了技术方案,讨论部分电路设计,并对主要技术指标进行理论分析,最后给出了实验结果.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)023【总页数】3页(P74-76)【关键词】直接数字式频率合成;锁相环;混频;带通滤波器【作者】李俊;施颂生【作者单位】湘潭大学,信息工程学院,湖南,湘潭,411105;湘潭大学,信息工程学院,湖南,湘潭,411105【正文语种】中文【中图分类】TN741 引言现代频率合成源对频率精度、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，尤其是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。
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。
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DDS信号中的相噪与杂散一旦落入环路内将会恶化lg N。
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取代多环频率合成器中的低(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。
VCO的主要性能指标
VCO的主要性能指标
VCO的性能指[4]标主要包括:频率调谐范围，输出功率，(长期及短期)频率稳定度，相位噪声，频谱纯度，电调速度，推频系数，频率牵引等。
频率调谐范围是VCO的主要指标之一，与谐振器及电路的拓扑结构有关。
通常，调谐范围越大，谐振器的Q值越小，谐振器的Q值与振荡器的相位噪声有关，Q值越小，相位噪声性能越差。
振荡器的频率稳定度包括长期稳定度和短期稳定度，它们各自又分别包括幅度稳定度和相位稳定度。
长期相位稳定度和短期幅度稳定度在振荡器中通常不考虑;长期幅度稳定度主要受环境温度影响，短期相位稳定度主要指相位噪声。
在各种高性能、宽动态范围的频率变换中，相位噪声是一个主要限制因素。
在数字通信系统中，载波信号的相位噪声还要影响载波跟踪精度。
其它的指标中，振荡器的频谱纯度表示了输出中对谐波和杂波的抑制能力；推频系数表示了由于电源电压变化而引起的振荡频率的变化；频率牵引则表示了负载的变化对振荡频率的影响；电调速度表示了振荡频率随调谐电压变化快慢的能力。
在压控振荡器的各项指标中，频率调谐范围和输出功率是衡量振荡器的初级指标，其余各项指标依据具体应用背景不向而有所侧重。
例如，在作为频率合成器的一部分时，对VCO的要求，可概括为一下几方面:应满足较高的相位噪声要求；要有极快的调谐速度，频温特性和频漂性能要好；功率平坦度好；电磁兼容性好。
DDS信号源设计
DDS信号源设计DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）是一种基于数字技术实现信号合成的方法，广泛应用于通信、雷达、测量和控制系统中。
DDS信号源设计的目标是生成高品质、稳定且具有可编程功能的信号。
本文将详细介绍DDS信号源的设计原理、主要组成部分以及相关技术要点。
一、DDS信号源设计原理1.相位累积器：DDS信号源的核心是相位累积器，用于实现信号的频率合成。
相位累积器接收一个时钟信号作为输入，并根据输入的控制字生成相位累积值，然后将相位累积值转换为数字信号输出。
2.频率控制字：频率控制字是用来控制相位累积器累积的速度，进而控制输出信号的频率。
频率控制字由用户通过编程设置，可以实现任意精度和任意频率的信号输出。
3.数字到模拟转换：DDS信号源的输出为数字信号，需要通过数字到模拟转换器（DAC）将其转换为模拟信号。
DAC将数字信号转换为相应的模拟电压或电流输出，用于驱动后续的放大器等模拟电路。
4.控制接口：DDS信号源通常需要提供用户友好的控制接口，以便用户可以方便地设置信号的频率、幅度、相位和波形等参数。
控制接口可以通过面板按键、旋钮，或者串行通信接口（例如SPI、I2C）等方式实现。
二、DDS信号源主要组成部分1.时钟源：时钟源为DDS信号源提供稳定的时钟信号，它的稳定性直接影响到DDS信号源的频率稳定性和相位噪声。
常用的时钟源包括晶振、稳压振荡器等，需要保证时钟源具有高稳定性和低噪声特性。
2.相位累积器：相位累积器根据时钟信号和频率控制字生成相位累积值，并将其转换为数字信号输出。
相位累积器的设计要点包括相位累积器的精度（通常由位数决定）、相位累积速率（由相位累积器的时钟频率和频率控制字决定）等。
3.频率控制字存储器：频率控制字存储器用于存储用户设置的频率控制字，可以是单个存储器芯片，也可以是集成在控制接口芯片中。
频率控制字存储器的设计要点包括存储器位宽、存储容量以及读写速度等。
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无线电通信技术的迅速发展，对振荡信号源的要
求在不断提高。不但要求它的频率稳定度和准确度高，
而且要求能方便地改换频率。石英晶体振荡器的频率
稳定度和准确度是很高的，但改换频率不方便，只宜
用于固定频率；LC振荡器改换频率方便，但频率稳
定度和准确度又不够高。能不能设法将这两种振荡器
的特点结合起来，兼有频率稳定度与准确度高，而且
改换频率方便的优点呢?
频率合成技术，就能满足上述要求。
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为了正确理解、使用与设计频率合成器，首先应
对它提出合理的质量指标。频率合成器的使用场合不
同，对它的要求也不全相同。大体说来，有如下几项
主要技术指标：频率范围、频率间隔、频率稳定度和
准确度、频谱纯度（杂散输出或相位噪声）、频率转
换时间，等等。合成器的体积、重量、功耗与成本等，
就是由这些指标决定的。
1) 频率范围
这是指频率合成器的工作频率范围，视用途而
定，有短波、超短波、微波等频段。
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2) 频率间隔
3) 频率稳定度和准确度
频率合成器的输出频谱是不连续的。两个相邻
频率之间的最小间隔，就是频率间隔。频率间隔又
称为分辨力。
频率稳定度是指在规定的时间间隔内，合成器
频率偏离规定值的数值。频率准确度则是指实际工
作频率偏离规定值的数值，即频率误差。
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4) 频率转换时间
5) 频谱纯度
指频率转换后，达到稳定工作所需要的时间。
图13.1.1 输出不纯的频谱图
)cos()(cccmctVtv
)](cos[)](1[)(tttVt
ccmc
v
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对一个正常工作的合成器来说，寄生调幅比较小，危害不
大，可以略去；而寄生调相则是产生频谱不纯的主要因素。
(1) 正弦波调相的情形
)](cos[)(ttVt
ccmc
v
ttcos)(m
)cossin(sin)coscos(costtVttVmccmmccm
1
m
ttVtVtcossincos)(cmcmccmcv
])sin()[sin(2costtVtV
ccmcmccm
相位噪声
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(2) 随机函数的情形
)](cos[)(ttVt
ccmc
v
ddnnn002_2)()(1limtt
T
T
T
1)(t
n
ttVtVcncmccmsin)(cos
图13.1.2 θ(t)与v
c
(t)的功率频谱关系
)(41)(2ncmnVP
End
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