简述频率合成器的不同类型

PASTERNACK 2024-08-08 10:21:31

频率合成器利用倍频/分频、混频或锁相环等不同技术,生成信号或对来自振荡器的进行修饰。频率合成器根据不同技术和射频电路设计方法,有直接和间接频率合成器及数字和模拟方法。今天我们简单说说这几种类型。

直接式频率合成器

直接频率合成器是指通过直接创建波形来实现的,不需要任何形式的频率变换元件。由混频器、倍频器和分频器等组成,对标准频率源进行加减乘除等必要的算术操作,再通过放大、滤波后分离选出需要的频率信号。有模拟和数字两种方法。

直接式频率合成器设计复杂、效率低下,输出的频率是离散调谐而不是连续调谐的,产生的虚假频率也可能很多。它的频率选择速度取决于射频转换速度和在滤波器中的传播,一般为几十到几百纳秒级。

间接式频率合成器

间接式频率合成器是利用锁相环(PLL)原理,用标准频率源来控制压控振荡器得到需要的频率。它有模拟和数字之分,但是多采用数字式锁相环,从而实现特定场合的高性能频率源。

相比于直接式频率合成器,它的电路相对简单、体积小、重量轻、较省电等特定,但是其频率的切换速度较慢,达到几十微秒以上,并且环路还存在失锁的可能。

SPI 频率合成器,锁相环 (PLL),2 GHz ~6 GHz ,SMA

直接数字式频率合成器

直接数字合成器DDS现在被广泛应用于信号产生器、数据数字传输等场合。其关键部件包括:数模转换器、相位累加器、存储器等。它们通过以数字格式存储所需波形的版本来创建信号,然后以固定增量推进相位。在每次增量时,在存储器中查找波形的瞬时电压值,并将其转换为模拟格式。通过提前相位并因此进行连续采样,建立了波形。相位提前增量决定了生成的信号频率,因为这决定了增量沿波形前进的速度,从而决定了波形重复的速度。

最新的数字合成射频信号生成技术已发展至可直接从数字基准信号生成射频信号。这一过程通常涉及创建数字波形,然后通过数模(D/A)转换器将其转换成射频信号。DDS频率合成器通常封装成集成电路,而且仅需要使用一个能够提供足以生成目标信号的余量和精确度的时钟。

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