基于链式混频锁相技术的低相噪频率合成器设计与实现

发布时间：2020-06-01 23:21

【摘要】：在测试测量技术与通信技术不断发展的今天,这些电子系统对提供的本振信号要求越来越高,对宽频带、低相噪、高分辨率的频率源的研制则显得越来越重要。本文设计的频率合成器在指标上最主要的要求的是输出一个拥有宽频带(5GHz~10GHz),且相位噪声较低的频率信号。锁相环作为频率合成的常用方法,通过对其原理和结构的分析,结合本文所设计的指标计算,确定了以改变锁相环反馈回路的结构为主旨来实现本文设计要求。在系统方案设计时,对反馈回路的结构分别从加N分频器、内插混频器和链式级联两个混频器依次介绍其特点,并对照设计指标,指出各自优缺点,不断优化设计,最终选择了在反馈回路链式级联两个混频器的结构下,完成本文频率合成器的设计。这种结构不仅很好的覆盖了整个频率带输出范围,还通过结构的改变较好地降低了参考频率相对输出频率的等效倍频次数N给相位噪声带来的20logN的恶化。此结构还采用了VCO作为锁相环的频率输出,使得整个系统模块更加小型化、功耗更小,变频速度更快。参考模块的使用,实现了用窄带的信号输入控制宽频信号输出。在整个方案的硬件实现上,是分四个模块进行的,它们分别是电源模块、控制模块、预置模块和主环路模块。在对测试板的不断调试中,通过进一步的测试,本文所设计的频率合成器最终实现了5GHz~10GHz的频率输出,其频率切换时间满足在200us以内,能够实现1Hz的频率步进,非谐波杂散控制在了-50dBc以下,各频段相位噪声也达到了相应的设计指标。
【图文】：

调谐曲线,调谐曲线

噪声确度调谐范围谐线性度较高快速)调制能力、小尺寸、能集成到芯片上使用中，有两种模拟振荡器非常重要，它们分别张弛原理下工作的振荡器。这些分类并不是为了和非线性类型中对噪声的作用方式来进行分类的噪声的时候提供方便，因为不同种类的振荡器需论。种在锁相环系统实际应用中比较常用的振荡器类是一种电压和频率的转换装置[19]，，一般电压和频电压的升高而升高。其控制曲线图可用图 2-6 来

电路图,谐波,电路,分频

对谐波信号进行适当功率放大、滤波等处理后与主环路反馈信号次介绍分频取谐波电路和梳状谱电路的具体实现。波电路合成器的整个系统设计中，常常会涉及到对频率信号进行分频频器中，分频之后的输出信号常常和方波非常接近。我们知道，在其丰富的谐波里只有奇次信号，这里写出了它的傅里叶展 4 1 1 1cos cos 3 cos 5 cos 73 5 7Af t t t t t A 表示该频率的幅值。由式(4-1)可以知道，理想方波的三次谐 1/3，理想方波的五次谐波的幅值为基波的 1/5。分析可知，要得到 1.5 和 2.5 倍的基波信号，可以先对基波信号再对分频的输出信号取其的 2、3 次谐波。本文所设计的电路是Hz~3290 MHz 的信号进行处理，其实际电路设计如图 4-2 所示
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN74

【参考文献】