短波段频率合成器的设计与调试

摘要：设计了基于锁相环的短波段正弦信号合成器，其工作原理为原始的正弦波输出信号由压控振荡器产生，经芯片分频输出一个低频方波信号，参考信号采用Q值较高的晶体产生，然后输出到芯片的分频，在芯片内部输出一个低频方波信号，两路低频方波信号同时由芯片内部的数字鉴相器进行比相，输出一个反映相位误差值的双路差分电压信号到有源环路低通滤波器，经它滤波形成近似直流的信号，控制压控振荡器的变容管反相偏置电压来调整振荡频率。仿真结果达到预期要求。
关键词：无线电；短波；锁相环；频率合成

0 引言
锁相环自20世纪30年代发明后，已经成为通信、雷达、仪器仪表、高速计算机及导航系统的不可或缺的关键部件。锁相环路是一种以消除频率误差为目的的相位误差反馈控制电路。随着现代电子技术的发展，具有高稳定性和高准确度的频率源的应用越来越广泛。本系统基于锁相环实现短波段正弦信号的生成，其工作原理为，原始的正弦波输出信号由压控振荡器产生，经LM504双模前置分频器进行预分频，再经MC145152芯片的A和N计数器进一步分频，在芯片内部输出一个低频方波信号；参考信号采用Q值较高的晶体产生，然后输出到MC145152芯片的R计数器进行计数并进一步分频，也在芯片内部输出一个低频方波信号；两路低频方波信号同时送到MC145152芯片内部的数字鉴相器进行比相，输出一个反映相位误差值的双路差分电压信号到基于运放LM358的有源环路低通滤波器，经其滤波形成近似直流的信号，去控制压控振荡器的变容管反相偏置电压来调整振荡频率，以保持参与鉴相的两路信号相位同步，并使频率误差降低到零，从而实现无频差的频率跟踪和相位跟踪。

1 原理与方案
1．1 系统组成及原理
短波段频率合成器系统组成如图1所示。将分别来自压控振荡器和双模前置分频器的输出信号同时施加到A和N计数器进行计数分频。输入并行码DA0～DA5，DN0～DN9通过缓冲电路分别控制该两计数器的分频比，由于分频比N>A，因而A计数器先计满，输出脉冲C使双模控制逻辑MC从0变为1。N计数器继续计数直到计满，输出脉冲B将MC重置为0状态，并将两计数器同时复零，以等待下一循环。