低相噪频率源的研究与设计

发布时间：2020-07-02 22:37

【摘要】：近年来,随着无线通信的迅猛发展,人们对通信设备功能的多样性和功能的稳定性需求逐步提高,这也对通信设备的心脏即频率源相应地提出了更高的要求,频率源的输出频率、工作带宽、变频速度、相位噪声、以及杂散抑制度等尤为突显,其中频率源相位噪声的提高对通信设备性能具有重要意义。本文以制作三个频率源为目的,对低相位噪声的频率源进行了分析和讨论,进而研究设计出满足要求模块。主要研究内容如下:首先,针对频率源的发展历史以及国内外的发展动态进行了阐述,并给出了评价频率源性能的技术指标;然后,针对当前比较主流的两种频率合成技术——锁相合成技术和直接数字合成技术进行了详细的介绍,并对频率源中相位噪声的来源做出了相应的分析;最后,在设计制作之前,针对常用的多种合成方案给出了分析与总结。本文基于数字锁相环合成技术,设计出了三个单频点输出、输出频点较低的频率源,其中输出信号的相位噪声是设计的重点。为了得到低噪声的输出信号,本文通过选用高性能的晶振、低噪声的锁相芯片,尽量控制电纹波等方法来进行相位噪声来源的控制,在芯片的控制上,根据资料建议,尽量让芯片工作在最佳状态,实现整个模块的最佳工作状态,以及良好的控制相位噪声恶化。本设计借助软件仿真的手段确定了锁相环的关键电路——环路滤波器的相关参数,使用VHDL语言编程控制可编程控制芯片从而实现对锁相环寄存器的控制。该设计的最后布局和走线在protel软件中完成,用FR-4基板制作PCB板并对电路进行调试。测试结果表明:两个输出81.84MHz的时钟板频率源的相位噪声满足了设计要求的-105dBc/Hz@10kHz,甚至优于设计指标;而第三个频率源北斗本振源的相位噪声达到了-95dBc/Hz@10kHz,也满足了设计要求。
【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
【图文】：

输出频带范围为 92.8GHz-98.1GHz 相位噪声为-92dBc/Hz@1MHz[9]，献中的结构原理图和芯片模块如图 1-1 所示。而直接数字频率合成（DDS）的发也十分迅速，2011 年五月由 B.S. Jensen、M.M. Khafaji 等人在 SiGe 材料上已经集成传输速度 12 比特，输出频率高达 20GHz 的 DDS 集成芯片[10]。

W波段相参频率源的合成方案框图

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 宁云炜;;微波频率源的研究[J];科技资讯;2012年35期

2 高树廷,刘洪升;频率源综述[J];火控雷达技术;2004年01期

3 李孝辉,高海军,边玉敬;频率源开机输出的补偿[J];测控技术;2004年06期

4 施韶华;李孝辉;黄宁;;计算机控制的高精度频率源设计[J];时间频率学报;2008年02期

5 马向峰;;频率源低杂散设计[J];现代电子技术;2009年21期

6 徐玲;;超高稳频率源的设计与应用[J];传感器与微系统;2009年08期

7 高青春;安雷;彭易;牛伟;唐小艳;成斌;陶毅;章露;黄俊;戴梅生;;多路低相差输出捷变频率源的设计与实现[J];压电与声光;2012年02期

8 王立生;;一种新颖的星载宽带频率源设计[J];电讯技术;2012年06期

9 王乃和;;简易铷原子频率源[J];无线电工程译文;1973年02期

10 吴彩庭;;频率和相位闪烁效应及频率源中的白频率和白相位起伏[J];电讯技术;1976年02期

相关会议论文 前10条

1 朱立正;尉旭波;魏巍;刘明强;王莎鸥;;小型化频率源的现状与发展[A];2010中国电子制造技术论坛论文集[C];2010年

2 高树廷;刘洪升;;频率源综述[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年

3 姚鸿飞;徐锐敏;;小步进全相参毫米波频率源[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第三册）[C];2006年

4 张亚东;朱克强;;毫米波集成锁相频率源方案分析与设计[A];1995年全国微波会议论文集（下册）[C];1995年

5 蒋峗;陶红艳;蒋瑜;徐勤;李鲠颖;;用于核磁共振的数字化频率源[A];第十二届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2002年

6 郭佳民;曾令儒;;卫星移动通信用户机低噪声微波频率源[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];1999年

7 姚鸿飞;徐锐敏;;新型高性能全相参毫米波频率源研制[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第二册）[C];2006年

8 施韶华;李孝辉;黄宁;;基于USB接口的高精度频率源设计[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会（MCMI'2007）论文集（下册）[C];2007年

9 李庆;李鲠颖;;基于DDS的数字化频率源[A];第十六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2010年

10 乔勇;季文彬;李鲠颖;蒋瑜;;数字化核磁共振频率源的研制[A];第十三届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2004年

相关重要报纸文章 前1条

1 徐英淑;23所成功研制首台高频率源系统[N];中国航天报;2009年

相关博士学位论文 前5条

1 胥鑫;微波毫米波雷达频率源关键技术研究[D];电子科技大学;2015年

2 吴钟乐;稳定频率源与时频传输技术研究[D];北京邮电大学;2015年

3 吴涛;W波段相参频率源技术及应用研究[D];电子科技大学;2010年

4 张永鸿;W波段频率源技术研究与应用[D];电子科技大学;2001年

5 王陈銮;基于频率源的低功耗两点调制发射机及高能效ADC技术研究[D];中国科学技术大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 徐家园;Ka波段小步进宽带频率源的研究与硬件实现[D];南京理工大学;2015年

2 褚红军;24GHz汽车毫米波雷达系统分析与频率源关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 岳腾;宽带频率源的设计与实现[D];电子科技大学;2015年

4 杜洋洋;3.52GHz低抖动频率源的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

5 覃丹;20-40GHz宽带锁相频率源技术研究[D];电子科技大学;2015年

6 刘玉明;低相噪频率源的研究与设计[D];电子科技大学;2015年

7 李锋林;多载频高稳定性数字频率源的设计与应用[D];西安电子科技大学;2007年

8 张娟;合成频率源的研究与实现[D];重庆大学;2011年

9 魏巍;宽带频率源小型化及一体化封装研究[D];电子科技大学;2012年

10 赵启翔;微波高性能频率源技术研究[D];电子科技大学;2012年

本文编号：2738770