基于FPGA應用于倍頻電路的預置可逆分頻器設計

摘要：首先分析了應用于倍頻電路的預置可逆分頻器的工作原理，推導了觸發(fā)器的驅動函數(shù)。

并建立了基于simulink 和FPGA 的分頻器模型，實驗結果表明分頻器可以實現(xiàn)預置模和可逆分頻功能，滿足倍頻電路需要。

1. 前言

鎖相環(huán)是倍頻電路的主要實現(xiàn)方式，直接決定倍頻的成敗。傳統(tǒng)的鎖相環(huán)各個部件都是由模擬電路實現(xiàn)的，隨著數(shù)字技術的發(fā)展，全數(shù)字鎖相環(huán)逐步發(fā)展起來，全數(shù)字鎖相環(huán)的環(huán)路部件全部數(shù)字化，通常由數(shù)字鑒相器、數(shù)字環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及分頻器組成，全數(shù)字鎖相環(huán)中的分頻器要求?？深A置且可根據(jù)實際需要進行可逆分頻[2]。由于現(xiàn)有的電路均不能滿足上述要求，本文首先采用simuink 和FPGA 開發(fā)了應用于倍頻電路的變模可逆分頻器。

2. 變模可逆分頻器的工作原理

變模分頻器的基本原理是設置一個符合函數(shù)，在分頻過程中，觸發(fā)器的輸出與預置模比較，當觸發(fā)器的輸出與預置模一致時，則給出符合信號，強迫計數(shù)器進入所希望的狀態(tài)，即初始狀態(tài)，隨后計數(shù)器則按照卡諾圖確定的程序繼續(xù)工作，直到最后一個狀態(tài)，即由地址碼確定的第N-1 個狀態(tài)，再強迫分頻器回到初始狀態(tài)[3]。所以每個觸發(fā)器應當受到兩個控制函數(shù)的控制，即：

f—正常的由卡諾圖得到的控制函數(shù)；

F—強迫分頻器進入的希望狀態(tài)；

T—符合函數(shù)；

當符合函數(shù)T = 1時，F(xiàn) 不起作用，P = f ，分頻器按正常程序分頻；當T = 0，F(xiàn) 起作用，P = F ，強迫分頻器跳變到所希望的狀態(tài)。

表1 狀態(tài)轉換表

（注：表1 為狀態(tài)轉換圖，其中左半部分為遞增分頻器狀態(tài)轉換表，右半部分為遞減狀態(tài)轉換表。表2 為計數(shù)值與各觸發(fā)器當前值的關系。）