当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

S波段低噪声VCO的研究

发布时间:2018-05-10 17:48

  本文选题:可调开环滤波器 + 压控振荡器 ; 参考:《电子科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:频率合成器是射频和微波测量/测试以及通信系统中的重要组成部分,而压控振荡器(VCO)是频率合成器的核心器件。射频和微波领域对频率覆盖范围宽、线性度好、相位噪声低的VCO的追求从未止步。本文首先介绍了VCO的历史及发展现状,分析了现有的几种以微带带通滤波器为谐振网络的振荡器的优缺点。接着介绍了一种宽带VCO,这种结构的VCO由以可调开环滤波器为谐振网络的反馈型振荡器扩展而来,具有频率覆盖范围宽、相位噪声低的特点。接着,本文详细介绍了可调开环滤波器以及以它为谐振网络的振荡器的设计步骤。根据振荡器的相位噪声模型,综合考虑滤波器的群时延和插损对相位噪声的影响,引入了一个衡量滤波器对振荡器相位噪声影响的参数PNFOM。以PNFOM最小为目标仿真设计了一个中心频率为2GHz的开环带通滤波器并将其扩展为可调滤波器,调谐范围的中心频率为1.7~2.3GHz。以所设计的开环滤波器为谐振器,以复数品质因数最高的频率为输出频率仿真设计了一个输出频率为1.871GHz的振荡器,并将其扩展为VCO。通过实际测试测得VCO的输出频率为1.61~2.10GHz,相位噪声为-113~-104dBc/Hz@100kHz,且线性度较高。其次,设计了一个DDS驱动混频锁相环结构的小步进频率合成器对VCO进行锁定测试。对方案进行了详细的论证,详细介绍了抑制频率合成器杂散的多种方法,证明该方案具有频率步进小,相位噪声低,杂散抑制度高的特点。最终测得频率合成器的输出频率为1620~1838MHz,频率步进为11Hz,相位噪声优于-115dBc/Hz@10kHz,杂散优于-47dBc。最后,对设计和测试中所遇到的问题进行了分析,并提出了解决方法。特别是对低噪声放大器MGA-68561严重恶化恒温晶振相位噪声的问题进行了进一步的实验研究。通过测试发现,所设计的三种基于硅BJT管的低噪声放大器对恒温晶振相位噪声的恶化小于2dB。替换了低噪声放大器之后,频率合成器的相位噪声得到了改善。
[Abstract]:Frequency synthesizer is an important part of RF, microwave measurement / test and communication system, and VCO is the core device of frequency synthesizer. The pursuit of VCO with wide frequency coverage, good linearity and low phase noise in RF and microwave fields has never stopped. In this paper, the history and development of VCO are introduced, and the advantages and disadvantages of several kinds of oscillators with microstrip bandpass filter as resonant network are analyzed. Then a wideband VCO is introduced, which is extended by a feedback oscillator with tunable open-loop filter as the resonant network. It has the characteristics of wide frequency coverage and low phase noise. Then, the tunable open-loop filter and the design steps of the oscillator with it as the resonant network are introduced in detail. Based on the phase noise model of the oscillator, a parameter PNFOM is introduced to measure the effect of filter on the phase noise of the oscillator, considering the influence of the filter group delay and the insertion loss on the phase noise. An open-loop band-pass filter with a center frequency of 2GHz is designed and expanded to tunable filter with the minimum of PNFOM as the target. The center frequency of the tunable range is 1.7 ~ 2.3GHz. Using the designed open-loop filter as the resonator and the frequency with the highest complex quality factor as the output frequency, an oscillator with an output frequency of 1.871GHz is designed and extended to VCO. The output frequency of VCO is 1.61 ~ 2.10 GHz and the phase noise is -113 ~ 104dBc / Hz-104dBcr / Hz-10kHz, and the linearity is high. Secondly, a small step frequency synthesizer driven by DDS is designed to test the VCO. The scheme is demonstrated in detail, and several methods to suppress the spurious of frequency synthesizer are introduced in detail. It is proved that the scheme has the characteristics of low frequency step, low phase noise and high spurious suppression degree. Finally, the output frequency of the frequency synthesizer is 1620t 1838MHz, the frequency step is 11Hz, the phase noise is better than -115dBc / Hz-10kHz, the spurious is better than -47dBc. Finally, the problems encountered in the design and test are analyzed, and the solutions are put forward. In particular, a further experimental study is carried out on the low noise amplifier (LNA), which seriously deteriorates the phase noise of the thermostatic crystal oscillator. It is found that the degradation of phase noise of the three kinds of low noise amplifiers based on silicon BJT transistor is less than 2 dB. The phase noise of the frequency synthesizer is improved by replacing the low noise amplifier.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN74

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 夏飞飞;张治琴;;相位噪声及其测量方法的探讨[J];电视工程;2009年03期

2 石世怡;;无线广播通信设备的相位噪声与测量[J];广播电视信息;2009年11期

3 贺静波;胡生亮;罗亚松;刘忠;;基于随机微分的相位噪声统计特性[J];中国激光;2012年10期

4 严刚峰;黄显核;;振荡器相位噪声的研究综述[J];宇航计测技术;2009年04期

5 谢勇;李刘锋;王春;陈李生;;激光光纤传输中远端相位噪声的测量与控制[J];激光与光电子学进展;2011年05期

6 衣明坤;王军;;缓冲器输出端相位噪声模型分析[J];通信技术;2011年08期

7 肖遥;王军;邓春艳;;振荡器基极电阻引起的相位噪声分析[J];通信技术;2012年10期

8 彭振兴;;相位噪声谱密度测量[J];无线电通信技术;1981年05期

9 徐泰林;;脉冲取样锁相环的相位噪声传递特性[J];电讯技术;1989年04期

10 周晨阳;;本振源相位噪声与寄生电平泄漏对通信系统的影响[J];无线电工程;1991年02期

相关会议论文 前10条

1 刘辉;杨石玲;张江华;;相位噪声相关对消技术研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年

2 时勇;许小锋;刘毅;;信号分析仪中的相位噪声测量技术[A];第二十八届中国(天津)2014IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2014年

3 吴涛;唐小宏;肖飞;;相位噪声对频率步进雷达的影响仿真[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年

4 聂伟;帅涛;刘亚欢;李国通;;相位噪声对卫星信号解调误码率的影响分析[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S04原子钟技术与时频系统[C];2012年

5 李鹏;米红;郑晋军;陈忠贵;;导航信号相位噪声指标分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

6 姜春荣;谢碧华;王兆永;;信号源相位噪声的自动化测试系统[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年

7 潘光斌;;基于频谱仪的相位噪声测试及不确定度分析[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年

8 邓永生;熊蔚明;谢春坚;陈小敏;;相位噪声对BPSK系统误码率的影响[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年

9 徐伟;鲍景富;廖汗青;刘虹;;DDS噪声分析及设计[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年

10 李长生;王文骐;詹福春;;射频应用的压控振荡器相位噪声的研究[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年

相关重要报纸文章 前1条

1 罗德与施瓦茨中国有限公司;信号源综合分析的高端技术[N];中国电子报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 严刚峰;基于动力系统模型的振荡器相位噪声分析的方法研究[D];电子科技大学;2011年

2 王艳;反馈式振荡器相位噪声的理论分析及优化技术研究[D];电子科技大学;2013年

3 陈鹏;无线通信中相位噪声和载波频偏的估计与消除[D];北京邮电大学;2012年

4 Ibo Mooketsi Ngebani;V-OFDM无线空中接口中的相位噪声分析与补偿[D];浙江大学;2015年

5 马海虹;W波段低相噪锁相频综技术研究[D];电子科技大学;2007年

6 井庆丰;OFDM系统中相位噪声的自适应补偿方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

7 约翰(Jean Temga);CO-OFDM系统中相位噪声的理论和实验研究[D];华中科技大学;2014年

8 刘勇;基于基片集成波导的高性能毫米波平面振荡器研究与应用[D];电子科技大学;2013年

9 傅金琳;MIMO系统关键技术研究[D];天津大学;2010年

10 王德志;GHz宽带高性能频率合成器关键电路研究[D];华中科技大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 施永;新型相位噪声测量方法[D];西安电子科技大学;2011年

2 刘晨;基于群相位规律的相位噪声测量技术研究[D];西安电子科技大学;2012年

3 喻勤;高阶调制系统中相位噪声抑制算法研究[D];西安电子科技大学;2012年

4 刘宗一;相位噪声提取技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2013年

5 张兆俊;基于采样的相位噪声测量方法的研究[D];西安电子科技大学;2014年

6 苑丽松;相位噪声仿真方法及低频缺损研究[D];西安电子科技大学;2014年

7 安瑞;相位噪声测量中的谱估计方法研究[D];西安电子科技大学;2011年

8 董喜艳;导航系统中相位噪声模型建立与分析[D];电子科技大学;2012年

9 宋慧敏;基于相位重合检测的相位噪声测量算法研究[D];西安电子科技大学;2014年

10 苏航;连续波信号相位噪声测试技术的研究[D];西安电子科技大学;2011年



本文编号:1870271

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1870271.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户1cf7a***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com