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锁相环是一个能够跟踪输入信号的闭环相位控制系统。自上世纪30年代锁相环技术出现并应用到现在,经历了模拟锁相环,数模混合锁相环和全数字锁相环的发展历程。锁相环技术最重要的应用就是频率合成器,它是利用锁相环技术,从一个或几个标准频率出发,合成出大量的频率,而且合成出来的频率其准确度和长期稳定度都和基准频率完全一致。随着电子技术和现代通信技术的迅猛发展,锁相式频率合成技术已经渗透到各个应用学科和技术领域。
我国是发展中国家,我国的科技水平与发达国家相比,还有一定差距。对于锁相环技术,虽然有许多科技工作者在研究,并取得了一定的成就,但在开发应用上,我国还很落后,特别是在高频率的频率合成器设计方面。经查阅资料发现,我国科研、教学工作者对锁相环的研究多集中在几十MHz以下的低频锁相式频率合成器上,而在用途较广的甚高频段的频率合成器的开发研究较少。因此,对这一频段的锁相环技术进行深入研究,设计开发出高频段的频率合成器具有非常重要的现实意义。
本文在对锁相环技术和电路设计理论进行深入研究,掌握锁相环基本理论、分析方法和设计方法的基础上,应用锁相环技术,设计了频率为100MHz的锁相式频率源电路,并应用MATLAB仿真工具SIMULINK对其进行了仿真分析。结果表明,本文所设计的频率源的系统响应与理论分析结果基本吻合,设计达到了所要求的性能。该电路具有一定的应用价值。
本文的主要工作:1、对锁相环技术的基本理论及其工作原理进行深入研究,建立锁相环的相位模型,导出其基本方程。并对锁相环的跟踪性能、捕获性能和噪声性能进行了深入分析。
2、应用锁相环技术,设计频率为100MHz的锁相式频率源电路。并对其中的压控振荡器模块电路进行了实际制作和性能测试。
3、应用MATLAB仿真工具SIMULINK对所设计的电路进行建模、仿真和分析。