短波接收机高精度本振信号源的设计与实现

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短波通信是指利用波长为10-100m的电磁波进行无线电通信的。无论是在无线电通信发明的早期,还是在现代通信技术飞速发展的今天,短波无线通信都作为一种极其重要的通信手段,并在不断的发展和完善中。本论文对短波接收机前端相关电路进行研究,并运用直接数字频率合成技术来设计短波接收机中的本振信号源。频率合成器是现代电子系统的重要组成部分。随着现代通信技术的发展,系统对频率合成器提出了越来越高的要求,低相位噪声、高频谱纯度、高捷变速率和高频率分辨率的频率合成器已经成为频率合成技术发展的主要趋势。频率合成的关键性能是频率稳定度与相位抖动噪声。时钟源的相位抖动参数指标达不到要求,会得系统性能下降。经过对多种频率合成技术的研究比较,本课题采用DDS专用芯片的实现方案,获得了高频率稳定度、低相噪、低杂散的本振信号源,并给出了跟踪滤波器电路的设计。该方案不论是在技术上还是在一些具体模块电路的实现上都有一定的创新与独到之处。本文首先回顾了接收机的发展历史,并对超外差和零中频接收机的特性进行了比较。介绍了频率合成的概念,分析了DDS的工作原理及其基本结构。其次说明了本振信号对接收机的影响,在此基础上对理想的DDS频谱特性和杂散特性进行了理论分析,其中对相位截断误差、幅度量化误差、由DAC转换误差产生的杂散和本振信号的频谱进行了着重分析。然后根据系统指标合理地采用了频率合成技术,以AD9953芯片为核心,设计了一种结构简单性能优良的本振信号发生器。同时为了得到精度高、频带宽的本振信号,设计出了一种跟踪滤波器来减少杂波,保证了输出信号的频谱纯度。论文中详细分析了本振信号源的系统结构、软硬件设计和具体电路实现。最后完成实验电路板的制作,电路的调试工作,对输出信号频谱进行了分析并给出硬件实物照片和测试结果,并对此作了一定的分析。
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