合成信号发生器及其应用技术简介

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：合成信号发生器是用频率合成技术代替信号发生器中的主振荡器。、9 MHz等基准信号。图5-11直接频率合成器组成原理图上述表明，只要选择不同次谐波进行适当的组合，就可得到所需频率的信号。在实际应用中，合成信号发生器通常采用多种方案的组合。当前的合成信号发生器还具有高频率稳定度、数字化、小型化和信号的高可靠性等特点。

合成信号发生器是用频率合成技术代替信号发生器中的主振荡器。合成信号发生器的频率准确度、稳定度都优于传统的信号发生器。频率合成技术是把一个（或少数几个）高稳定度的频率源fs经过加、减、乘、除及其组合运算，在一定频率范围，产生按一定频率间隔变化的一系列离散频率的信号发生器。频率合成技术又分为直接合成法和间接合成法两类。

1.直接合成法

直接合成法是将基准晶体振荡器产生的标准频率信号，利用倍频器、分频器、混频器及滤波器等进行一系列的四则运算获得所需的频率信号。

如图5-11所示，晶振产生1 MHz的基准信号，经过谐波发生器，产生基波及其高次谐波信号1 MHz、2 MHz、3 MHz、…、9 MHz等基准信号。首先取出频率为9 MHz的信号经10分频后，得到频率为0.9 MHz的信号。该信号与7 MHz的信号混频后经滤波得到频率为7.9 MHz的信号，又10分频后得到频率为0.79 MHz的信号。同样，0.79 MHz的信号与5 MHz的信号经过混频、滤波、10分频得到0.579 MHz的信号。最后，0.579 MHz的信号与3 MHz的信号混频、滤波，得到3.579 MHz的信号。

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图5-11　直接频率合成器组成原理图

上述表明，只要选择不同次谐波进行适当的组合，就可得到所需频率的信号。频率间隔可以做到0.1 Hz以下。直接合成法转换频率速度快，所得信号频率纯度高。但是由图5-11可以看出，它需要用较多的混频器和滤波器，这样会显得体积大而笨重。这种合成器常用于实验室、固定通信设备及自动测试系统。

2.间接频率合成法

间接合成法即锁相环法。其基本组成框图如图5-12所示，用锁相环与分频器相结合，组成频率可控反馈系统。

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图5-12　锁相环路合成器

压控振荡器（VCO）输出频率经分频后得到频率为f/n1的信号，该信号与来自晶振分频后的信号f0/n2在鉴相器中进行相位比较，得到一个与相位差成比例的电压信号去控制压控振荡器的输出频率，整个反馈电路进入锁相后，可得f/n1＝f0/n2，即

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这样输出信号f就具有与晶振信号f0同样的稳定度，且可通过分频器调整输出频率的大小。

间接式频率合成器的优点是省去了直接合成器所用的混频器和滤波器，使电路结构简单，价格低廉，便于集成。但因间接式合成器受锁相环锁定过程的限制，转换速度较慢。在实际应用中，合成信号发生器通常采用多种方案的组合。例如，可采用多种基准信号，利用多个锁相环反馈电路的组合，可实现宽频覆盖、频率的调节与跳变、抑制噪声等。当前的合成信号发生器还具有高频率稳定度、数字化、小型化和信号的高可靠性等特点。

合成信号发生器及其应用技术简介

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