文献综述开题报告.docx
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1、文献综述开题报告文献综述是探讨生在其提前阅读过某一主题的文献后,经过理解、整理、融会贯穿,综合分析和评价而组成的一种不同于探讨论文的文体。文献综述与开题报告1. 文献综述1.1 频率合成技术简介频率合成是指从一个高稳定的参考频率,经过各种技术处理,生成一系列稳定的频率输出。频率合成的概念就是由一个或几个参考频率通过一些转换,产生一个或多个频率信号的过程。频率合成技术一般分为干脆式(DS)、间接式(PLL)和干脆数字式(DDS)三种基本形式。早期的频率合成采纳干脆式的方式,是由一个或多个晶体震荡器经分频、倍频、混频对一个或几个基准频率进行加、减、乘、除运算产生所须要的频率信号,并通过滤波器产出,
2、这是最早的频率合成信号源的方法。目前该方法仍在运用,主要是因为它频率转换速度、相位噪声低,比较简单实现。但是该方式涉及的合成器体积过于浩大,而且成本较高,结构困难、产生随意波形的可控性较低。间接合成式是基于锁相环的原理,即PLL。它与前者相比,输出频率的稳定度和精确度都有明显的提高,频谱纯度等性能也有较大改善。主要是因为信号源的振荡频率被固定在频率计数器的时基上,也就是说以稳定度高的振荡器为基准。因此,锁相环的输出频率就与基准频率一样,振荡器输出信号和参考信号之间的相位差为固定的常数,而且锁相环的突出优点是能够抑制叠加到输入信号上的噪纠。这是干脆式频率合成方法所不能达到的。PLL还有体积小、性
3、价比较高等一系列优点。但是PLL技术也有明显的缺点,实行闭环限制,系统的输出频率变更后,重新达到稳定的时间也就比较长,一般为毫秒级,很难满意高频率辨别率与快速转换率同时具备的要求,因此也有明显瑕疵。干脆数字频率合成技术从原理上实现了突破。前两种方法都是通过对基准频率进行运算得出,而DDS技术则是从相位的概念进行频率合成。它按肯定的相位间隔,将待产生的波形幅度的二进制数据存储于高速存储器作为查找表,用参考频率源(一般为晶体振荡器)作为时钟,用频率限制字确定每次从查找表中取出波形数据的相位间隔,以产生不同的输出频率,对取出的波形数据通过高速D/A转换器来合成出存储在存储器内的波形。干脆数字频率合成
4、技术的主要优点是输出相位连续、相对带宽较大、频率辨别率很高、可编程、精确度和稳定度都比较高。DDS技术是利用查表法来产生波形,而通过修改存储在ROM里的数据,就可以产生随意波形。所以它不仅能产生正弦、余弦、方波、三角波和锯齿波等常见波形,而且还可以依据须要利用各种编辑手段,产生传统函数发生器所不能产生的真正意义上的随意波形所以,在这里选择DDS技术。1.2 DDS基本结构DDS(Direct Di西tal Synthesis)技术设计思想是基于数值计算信号波形的抽样值来实现频率合成的。它包括数字器件与模拟器件两部分,主要有相位累加器、ROM波形查询表、数模转换器组成。其基本框图如下图1(1)相
5、位累加器是DDS的核心部分。一般是由数字全加器和数字寄存器组成,一般DDS的累加器都采纳二进制,线性数字信号通过相位累加器实现逐级的累加。假设累加器字长为N,频率限制字为K,限制时钟频率为fc,系统在同一个时钟下工作,每个时钟周期加法器做一次累加计算。因为累加器的满偏是2,所以累加一次,相当于做一次2模的运算。得到的和作为相位值。(2)波形函数存储在ROM中。依据累加器输出的相位值,作为地址,找寻存储在ROM中的波形函数的幅度量化值,完成相位到幅值的转换,输出相对应的序列。(3)数模转换器DAC是DDS中的重要部分。经过查表以后得到的是离散的脉冲信号,通过数模转换器将转换成为连续平滑的信号。D
6、DS输出的最高频率主要跟DAC的性能有关。因为一个正弦周期内采样点越少,越简单发生失真现象。为了获得较为志向的信号,一般DAC之后都会接一平滑滤波器。1.3 DDS基本原理一个纯净的单频信号可表示为:ootfUtu2sin (2-1)只要它的幅度U和初始相位o不变,它的频谱就是位于of的一条谱线。为了分析简化起见,可令U=1,o=0,这将不会影响对频率的探讨。即:ɦ
7、80;ttftuosin2sin (2-2)假如对(2-2)的信号进行采样,采样周期为cT(即采样频率为cf),则可得到离散的波形序列:conTfnu2sin .2,1,0n (2-3)相应的离散相位序列为:nnTfnco2
8、1480;.2,1,0n (2-4)式中:cocoffTf22 (2-5)是连续两次采样之间的相位增量。依据采样定理:coff21(2-6)只要从(2-3)出来的离散序列即可唯一的复原出(2-2)的模拟信号。从(2-2)可知,是相位函数的斜率确定了信号的频率;从(2-5)可知,确定相位函数斜率的是两次采样之间的相位增量。因此,只要限制这个相位增量,就可以限制合成信号的频率。现将整个周期的相位2分成M份,每
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