小数分频原理锁相环实现小数分频的技术手段

小数分频原理锁相环旨在解决整数分频的局限性。它允许分频系数为小数，从而实现更高的频率分辨率和更宽的频率范围。小数分频原理的核心思想是利用数字信号处理技术，将模拟信号进行离散化处理，并通过数字滤波器实现对信号的精确控制。那么接下来就跟大家来聊一聊小数分频原理锁相环实现小数分频的技术手段。

一、小数分频器的设计

小数分频器是实现小数分频原理锁相环的关键组件，其设计通常采用以下技术手段：

1、差分积分调制器(DSM)

原理：DSM是一种负反馈系统，用于产生具有指定平均值的一系列整数值。它通过量化器对累加器的输出进行量化，以产生分频比。由于量化是离散的，DSM通过调整量化器的输出，使得在长时间内，分频比的平均值等于所需的小数值。

实现：DSM通常包括一个累加器和一个量化器。累加器对输入信号进行累加，量化器则根据累加结果产生分频比。为了提高精度，DSM的位宽(即累加器的位数)需要足够大，以减小量化误差。

2、多模分频器

在某些设计中，小数分频器可能采用多模分频器来实现。多模分频器可以在不同的时间间隔内选择不同的分频比，通过控制这些分频比的出现次数，使得平均分频比等于所需的小数值。

二、锁相环的闭环控制

小数分频原理锁相环通过闭环控制机制来实现频率的精确合成，具体过程如下：

1、鉴相器(PD)：鉴相器比较参考信号与经过小数分频器分频后的VCO(压控振荡器)输出信号之间的相位差。如果存在相位差，鉴相器将输出一个与相位差成正比的误差信号。

2、环路滤波器(LPF)：环路滤波器对鉴相器输出的误差信号进行滤波处理，以去除高频噪声和干扰成分。滤波后的误差信号作为控制电压输入到VCO中。

3、压控振荡器(VCO)：VCO根据环路滤波器输出的控制电压调整其输出信号的频率。通过不断调整VCO的输出频率，锁相环可以使输出信号的相位与参考信号的相位保持一致。

三、小数分频的实现过程

在小数分频原理锁相环中，小数分频的实现过程可以概括为以下几个步骤：

1、输入参考信号：提供一个稳定的参考信号作为锁相环的输入。

2、鉴相与误差产生：鉴相器比较参考信号与VCO输出信号之间的相位差，并产生误差信号。

3、误差信号滤波：环路滤波器对误差信号进行滤波处理，以产生平滑的控制电压。

4、VCO频率调整：VCO根据控制电压调整其输出频率，以减小与参考信号之间的相位差。

5、小数分频：小数分频器对VCO的输出信号进行分频处理，以产生具有指定平均分频比的分频信号。通过调整小数分频器的参数(如DSM的输入、量化器的位数等)，可以实现不同的小数分频比。

小数分频原理锁相环实现小数分频的技术手段主要包括小数分频器的设计和锁相环的闭环控制机制。小数分频器通过DSM或多模分频器等技术手段实现非整数倍的分频比，而锁相环则通过闭环控制机制确保输出信号的频率和相位与参考信号保持一致。这种技术手段使得小数分频锁相环能够在高精度频率合成领域发挥重要作用。

888集团国产锁相环芯片