第4章 習(xí)題答案.doc

第四章 習(xí)題四4-1 填空題(1) 所謂頻率合成器就是利用一個(gè)晶體或幾個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生一系列或若干標(biāo)準(zhǔn)振蕩信號(hào)。其基本思想就是利用綜合或合成手段，綜合晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度高、準(zhǔn)確性高和LC振蕩器改變頻率方便的優(yōu)點(diǎn)，克服晶體點(diǎn)頻工作點(diǎn)和LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度、準(zhǔn)確度不高的特點(diǎn)，而形成的頻率合成技術(shù)。(2) 在圖4-1-3所示的直接頻率合成器中，欲得到輸出頻率為76.2MHz,其開關(guān)A選取的頻率為 2 MHz；開關(guān)B應(yīng)選取的頻率為 6 MHz；開關(guān)C應(yīng)選取的頻率為 7 MHz。(3) 頻率合成器的主要性能指標(biāo)有頻率范圍、頻率間隔、頻率穩(wěn)定度、準(zhǔn)確度、頻譜純度、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間 等。(4) 小數(shù)分頻是通過可變分頻和多次平均來實(shí)現(xiàn)的。如要實(shí)現(xiàn)7.2的分頻，(雙模式中P/(P+1), P=7), 則在10個(gè)參考頻率周期中，要 8 次除7和2 次除8。如要實(shí)現(xiàn)5.31的小數(shù)分頻（雙模式中P/(P+1), P=5）,則在100個(gè)參考周期中，要69 次除5和31 次除6。4-2鎖相環(huán)有哪幾個(gè)基本組成部分，各起什么作用？解：鎖相環(huán)是一個(gè)相位負(fù)反饋系統(tǒng)，其基本組成部分包括：鑒相器(PD)、低通濾波器(LPF)和壓控振蕩器(VCO)。鑒相器完成輸入與輸出信號(hào)的相位比較，其輸出反映它們之間的相位差。低通濾波器用于濾出鑒相器輸出中的高頻成分和噪聲。壓控振蕩器實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入頻率的跟蹤，它根據(jù)鑒相器的輸出調(diào)整輸出頻率以降低輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差。4-3 設(shè)一階鎖相環(huán)中正弦鑒相器的鑒相靈敏度為Kd=2V/rad, VCO的壓控靈敏度為KV=2p104 ，VCO的固有頻率為wv=2p106 ，問： (1) 輸入?yún)⒖碱l率為wr = 2p1015103 ，環(huán)路能否鎖定? (2) 若能鎖定，靜態(tài)相位誤差je為多少？此時(shí)控制電壓多大？ (3) 環(huán)路的同步帶是多少？解：(1)對(duì)一階鎖相環(huán)來說，沒加LPF，即F(j0)=1 (F(s)為開環(huán)增益) 而環(huán)路允許的最大VCO輸出最大變化量為顯然，環(huán)路能鎖定。(2) 控制電壓 由于靜態(tài)相位誤差(3) 同步帶4-4 在圖E4.1所示的頻率合成器中，若可變分頻器的分頻比M=760860，試求輸出頻率的范圍及相鄰頻率的間隔。圖E4.1 習(xí)題4-4圖解：4-5在圖E4.2所示的頻率合成器中，試導(dǎo)出f0的表達(dá)式。各個(gè)乘法器的輸出均取差頻。圖E 4.2 習(xí)題4-5圖解： 將式代入，有再代入式，得4-6在圖E4.3所示的三環(huán)頻率合成器中，300NA399，351NB397，試求輸出頻率范圍和間隔。為了得到389.912106Hz的輸出頻率，NA、NB為多大？圖E 4.3 習(xí)題4-6圖解答： ,(35.440MHz，間隔為1kHz；NA、NB為NA=1112、NB=3888)4-7在一個(gè)簡單的鎖相環(huán)中插入可編程分頻器，即構(gòu)成了鎖相頻率合成器，如圖E4.4所示。(1) 試證明其閉環(huán)傳遞函數(shù)(2) 證明其自動(dòng)振蕩頻率，阻尼系數(shù) (以有源比例積分濾波器為例)。(3) 試定性分析N變化會(huì)對(duì)環(huán)路的動(dòng)態(tài)性能帶來的變化。圖E 4.4 習(xí)題4-6圖解：（1）（2）證明略（3）由于與對(duì)環(huán)路的動(dòng)態(tài)特性有很大影響，當(dāng)頻率合成器的N在大范圍內(nèi)變化時(shí)，環(huán)路的動(dòng)態(tài)性能會(huì)變化很大。4-8高速的模分頻器常用觸發(fā)器構(gòu)成。其設(shè)計(jì)方法類同于數(shù)字電路中時(shí)序電路的設(shè)計(jì)。試設(shè)計(jì)一個(gè)用二個(gè)D觸發(fā)器和一個(gè)與門由外信號(hào)控制的雙模分頻器解：先設(shè)計(jì)分頻器。以輸入信號(hào)為時(shí)鐘，用二個(gè)D觸發(fā)器即可構(gòu)成分頻器：設(shè)計(jì)分頻器時(shí)，強(qiáng)行從4個(gè)狀態(tài)中扣除一個(gè)。如Q1Q2=01,使?fàn)顟B(tài)不經(jīng)過01而直接回到00。用一個(gè)或門將分頻器和分頻器合為一個(gè)，且由控制信號(hào)MC控制。4-9 在圖4-3-10所示的吞脈沖型頻率合成器中，已知P=128,參考頻率為10.24MHz, 試求合成器的輸出頻率范圍。解： 4-10 一DDS頻率合成器的參考時(shí)