试论无线通信用频率合成器的研究与设计
2018-03-21张润
张 润
（天津七一二通信广播股份有限公司，天津 300462）
随着现代化信息技术的不断进步，无线通信也得到了非常大的变化，越来越广泛的被在人们应用于生活中的方方面面，无线通信是通过本振信号来实现工作的，而本振信号的产生则是需要通过射频收发系统来实现的，其主要是通过频率合成器来进行的，因此对频率合成器的相关设计已经成为相关领域的学术界以及工业领域极为关注的课题。为了能够促进无线通信的可持续化发展，有必要针对无线通信用频率合成器的研究与设计展开相关的讨论。
1 无线通信用频率合成器的重要概述
在现代经济的不断推进下，对于无线通信工具的使用频率不断增加，促使通信频谱出现了严重的拥挤问题，在未能当前的无线通信系统技术中，为了能够解决通信频谱拥挤的问题，可以采用无线通信技术中的频分复用技术来针对问题进行有效的解决，这种技术能改变频率合成器的输出频率，使其能够实现实时信道进行切换的功能。其中频率合成器产生的本振信号，能够为通信系统的通信收发机的变频电路提供动力，使其能够保持正常运行，本振信号能够随着控制信号的编程而进行改变，这种改变最终能够使信道切换功能得以实现。频率合成器的输出频率可以通过公式：fout=f0+kfch来进行计算，其中公示中的频率合成器输出频率的下限通过f0来表示，k用来表示最大信道数之间存在的整数，而信道之间存在的频率间隔通过fch来表示。
2 无线通信用频率合成器的研究与设计
2.1 频率合成器的研究与设计
2.1.1 整数频率合成器的研究与设计
整数频率合成器是一种锁相环频率合成器，这种频率合成器是建立在普通的锁相环的基础上，在其中插入相应的可编程分频器实现的，这种合成器所产生的频率信号无论是在精度上还是在稳定度上，与基准信号都是相同的。频率合成器由很多种类型，大体上可以分为三种类型，分为整数、小数、多环三种类型的频率合成器。这里主要介绍整数频率合成器，这种频率合成器在环路进行锁定时，鉴相器产生的两种输入信号其频率是相等的，可以通过公式fout=Nfref来表示，公式中的N表示的是参考频率的倍数，要想使输出信号的频率得到改变，可以通过改变N值的方式便可以实现。
2.1.2 小数频率合成器的研究与设计
小数频率合成器是频率合成器的另一种形式，这种合成器能够在不影响参考频率的状况下实现信道间隔的减小。分频器中存在的分频数可以实现一定范围的切换，一般的切换范围在M与M+1之间，通过这种切换促使控制信号转换成了进位型信号，其中M表示累加器进位信号为低电平的分频比，M+1表示累加器进位信号为高电平时候的分频器分频比。K则表示的是输出增加量。如果m表示分频器的小数部分，这个时候可以通过N=来计算分频器总的分配比值，由此可知在进行各种小数分频数现则的过程中，可以通过对K的选择来进行。
2.1.3 多环频率合成器的研究与设计
多环频率合成器是由多种形式的频率合成来实现的，一般采用的方式是将双环或三环频率进行合成来实现的。双环频率合成器在多还频率合成器中是比较常见的，它由主环与辅助环组成，混频器是将两者进行结合的关键。其中主环是为输出提供服务的，在输出频率相同的情况下，其参考频率的分频比要远低于单环频率合成器，分频比较低的情况下对于环路输出过程中产生的杂波与相位噪声、捕捉性能等方面的减小是非常有利的。辅助环在频道间隔的控制上是其主要的作用。在实际的运行之中辅助环相比于主环的输出频率是非常低的，因此，能够有效的降低分频比，并且降低的幅度非常大，非常有利于辅助环在性能方面的改善。双环频率合成器在应用中拥有非常独特的优势，它能够有效的改善单环频率合成器分频比较大的问题，它是采用了两个环路来进行负担，以实现分频比减小的目的，这种方式不仅能够使两个环的分频比都比较小，还能很大程度的提升两个环的参考频率，这种优化在主环中体现的尤为明显，从而使得频率合成器在各个方面都能获得满足。此外，我们应该考虑到多环频率合成器相比与单环频率合成器而言是比较复杂的，因此，在进行方案设计的过程中，如果单环方案能够使性能需求得到满足时，尽量不采用多环的设计方案。
2.2 分频器的研究与设计
分频器的设计中可编程分频器是通过双模预分频的结构来实现的，一般由以下7个部分组成的，分别是除以15/16预分频器、时钟缓冲器、除以128计数器、可编程计数检测器、除以256计数器、158计数检测器、模式控制器。其中除以15/16预分频器是通过一个3/4的分频器与一个4分频器进行连接组成的，4分频器是由两个D触发器组成的，从而使15/16分频得以实现。
3 结束语
综上所述，在现代化通信技术的不断进步的推进下，无线通信在被人们广泛的应用于各个领域之中，无论是在工作中还是在生活中无线通信都发挥着至关重要的作用，其中本振信号是无线通信系统的动力源泉，主要产生于射频收发系统当中，其产生的方式主要是采用频率合成器来实现的，因此，对频率合成器进行有效的设计，已经成为当前学术界与工业界最为关注的话题。
