东南大学_通电实验_实验3频率合成仿真实验

2.10频率合成仿真实验一、实验目的（1）进一步理解频率合成器；（2）熟悉使用Simulink软件进行频率合成器仿真的基本方法。二、实验内容1.锁相环频率合成器示波器1‐6波形分析：由示波器1的波形可以看出前置分频器输出频率为1Mhz，该频率恰好为参考频率synFr经过参考信号分频器分频后得到的结果。通过计算输出方波波形的频率，可得出fout=fr*synN/SynM的关系。同时，通过波形也可看出，异或门有鉴相的作用。通过示波器3的波形可看出，低通滤波器滤除了鉴相器输出的无用的高频成分和其它干扰分量。通过环路不断的调节，输入参考信号和下分频器的输出信号之间的相位差达到最小。当环路趋近于锁定时，滤波器输出稳定的控制电压用这个电压去控制VCO，最终使其输出频率稳定不再变化，此时输入参考时钟信号和下分频模块的输出信号之间频率相等，相位差不随时间变化，达到锁定状态。（2）示波器3中的VCO的控制电压的变化曲线，其从开始阶跃到固定值间经历的时间为1.4×10﹣4s，即为环路的锁定时间。稳定值为1.75V。将synSen的初始值设为3e6（3MHz/V），示波器1‐6波形将synSen的初始值设为5e6（5MHz/V），示波器1‐6波形分析：（将synSen的初始值为3e6与5e6与初始情况作比较）（1）改变synSen的初始值，无论是增大还是减小，除示波器3外，其余示波器波形的周期幅度均没有变化，说明改变压控振荡器的压控灵敏度不会改变输出信号的频率。（2）synSen的初始值为3e6，即相对4e6减小，示波器3中的电压最大值增大，稳定值也增大，环路锁定时间增大。synSen的初始值为5e6，即相对4e6增大，示波器3中的电压最大值减小，稳定值也减小，环路锁定时间1.2×10﹣4s，减小。（3）对于基本单环频率合成器，捕获时间tp=4/ζwn=8Nτ1/τ2K0Kd，压控灵敏度K0增大，捕获时间减小。2.小数频率合成器分析：（1）reference信号的频率为10MHz，dividedsynthesized信号的频率为10MHz，但相位延迟π/2，phasedifference信号频率为20MHz。（2）通过计算得到理论上总分频比为synM/10+synN=10.3。根据波形通过分析可知，相位累加器溢出信号出现了三次，可以看出在10次分频一个循环中，删除了三个脉冲，即按11分频工作了三次，按10分频工作了七次，所以总的分频比=(11*3+10*7）/10=10.3。（3）合成信号的频率大于100MHZ,因为fout=fref*10.3。