频率合成器的设计

在各类无线接收机中，有用信息隐含在载波调制的视频信号中，为了解调出这些信号，通常需要对较高频的载波信号进行一次或二次变频处理，得到幅度、带宽稳定的预解调信号。变频处理的核心是混频与滤波，因此，作为混频本振信号的稳定性和相位噪声对接收机性能影响非常大，频率合成器的设计成为接收机设计的关键课题之一。
频率合成的方法有3类：晶振直接频率合成法、间接频率合成法(即锁相频率合成法)、直接数字合成法。

1 晶振直接频率合成法
晶振直接频率合成器是最早出现的合成器类信号源，它的主要优点是：分辨率高、频率转换速度快、工作稳定可靠、输出信号频谱纯度高。主要缺点是：频率范围有限、体积大，目前在接收机中已很少使用。

2 锁相频率合成法
锁相频率合成(PLL)是基于锁相环路的同步原理，从一个高准确度、稳定度的参考晶体振荡器综合出大量的离散频率的技术。图1是工程中使用PLL技术完成频率合成设计的实例。

其中，K(S)为放大器的电压放大倍数，F(S)为反馈网络的电压反馈系数，由式(1)可得到此反馈放大器的电压传输系数或称闭环增益。

基于以上公式经分析可知，设计放大器电路只要保证K(S)F(s)为1的正实数，就可使闭环增益K(U)比开环增益K(S)要大，形成正反馈。当在某一频率使得K(S)F(S)=1时，K(U)将趋于无穷大，表明即使没有外加信号，也可维持振荡输出。

3 直接数字合成法
直接数字合成的概念可以理解为数字信号处理理论的一种延伸，可以看作是数字信号处理中信号综合的硬件实现问题。它的主要理论依据是时域抽样定理，即Nyquist定理。根据Nyquist定理，对于任意一个频带fc／2的连续信号f(t)，如果以Tc=1/fc的间隔对它进行等间隔抽样，则所得到的离散抽样值包含着连续信号f(t)的全部信息，即通过这些抽样可以恢复f(t)。下面以余弦信号合成为例说明直接数字合成的原理。