基于SystemView的數(shù)字頻率合成器的設(shè)計(jì)
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在SystemView環(huán)境下的操作比較簡明，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求利用SystemView本身提供的各種函數(shù)圖符建立仿真模型，并對其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在設(shè)定系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)后就可進(jìn)行仿真分析。
3 數(shù)字頻率合成器的設(shè)計(jì)與仿真
基于以上對數(shù)字頻率合成器的分析，在SystemView設(shè)計(jì)環(huán)境下，建立了典型的數(shù)字頻率合成器的模型，如圖2所示。在此模型中，鎖相環(huán)的VCO用FM圖符(圖符2)代替，其載波頻率設(shè)置為195 Hz，增益為20 Hz／V，環(huán)路低通濾波器使用了一個(gè)8極點(diǎn)的貝塞爾低通濾波器，帶通為5 Hz，分頻器使用通信圖符中的N倍分頻器，根據(jù)鎖相環(huán)的輸出特性，若分頻比N=20，則鎖相環(huán)的輸出頻率fo應(yīng)該鎖定在fo=N·fR=20·fR頻率上。
假設(shè)輸人參考振蕩器1 kHz，進(jìn)行100分頻后作為基準(zhǔn)頻率進(jìn)入到數(shù)字頻率合成器中，也即基準(zhǔn)頻率為fR=10 Hz，在系統(tǒng)時(shí)間參數(shù)設(shè)定為1 000 Hz，采樣點(diǎn)數(shù)為16 384點(diǎn)情況下，對構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，當(dāng)N=20時(shí)，由圖3輸出信號(hào)的頻譜圖可以看出，在頻率為200 Hz處出現(xiàn)了較高的頻譜能量峰值，這說明輸出信號(hào)的頻率被鎖定在200 Hz。當(dāng)把N改為18時(shí)，輸出信號(hào)的頻譜在頻率為180 Hz附近處出現(xiàn)了能量高峰值，如圖4所示，同理說明此時(shí)輸出信號(hào)的頻率處于鎖定狀態(tài)。
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由以上仿真分析可以看出，改變N的值，輸出信號(hào)的頻率將變?yōu)榛鶞?zhǔn)頻率10 Hz的整數(shù)倍。但事實(shí)上由于鎖相環(huán)的鎖定范圍限制(與濾波器帶寬和VCO的載波最大變化范圍有關(guān))，只能輸出VCO載波頻率附近的幾個(gè)整數(shù)倍的頻率。當(dāng)N=23時(shí)，輸出信號(hào)頻譜如圖5所示，圖中頻譜能量高峰值并不像以上圖示那么清晰，而是存在能量高峰區(qū)，由此說明輸出信號(hào)頻率比較平均地分布在180～240 Hz頻帶內(nèi)，此時(shí)的鎖相環(huán)處于失鎖狀態(tài)，頻率合成器也失去了作用。因此，在進(jìn)行分頻比設(shè)置時(shí)，N值不能設(shè)置太高。在實(shí)際應(yīng)用中，特別在超高頻工作情況下，為獲得較大范圍的頻率選擇(較多的頻率數(shù))和較小的步進(jìn)頻率，多采用吞食脈沖式鎖相環(huán)頻率合成器。
4 結(jié) 語
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