宽带低相噪小步进频率综合器的研制

发布时间：2021-03-05 04:26

　　近几年,随着雷达探测、卫星通信以及电子对抗技术等射频微波系统的快速发展,市场对于频率综合器的工作频段、相位噪声、杂散、频率分辨率等方面提出更高的需求。从近年来国内外频率综合器的发展情况来看,在宽频带条件下如何平衡好杂散、相噪、快速跳频以及步进等各个指标之间的关系是宽频带频率源的一个亟需解决的主要矛盾。本文旨在运用混合式频率合成技术理论设计一款宽带低相噪小步进频率合成器。本课题运用梳谱发生器和环内混频锁相环的方式保证低相噪指标要求;运用直接数字式频率合成技术（DDS）确保小步进的指标要求;最后,为实现宽带的工作频率指标,设计了扩频模块。从最后的测试结果来看,在250MHz～8GHz的频率范围内,全频段输出步进可达1Hz,杂散<-70dBc,相噪优于-105dBc/Hz@1kHz,输出功率在OdBm以上。本文内容首先从课题研究背景、意义以及论文安排开始;然后,详细介绍主流频率综合技术的基本原理、分析优缺点及主要应用需求;根据项目指标,进行本课题的宽带频率合成器的方案论证,包括总体方案的论述、相位噪声等关键指标的保证以及关键芯片的选型等;之后,对系统的各个组成部分进行详细设计与具体实现... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１芭接模拟相干式频率合成器框图??从方才对图２．１相干式频率合成技术原理框图的分析可知，由于使用大量的混频??、、、，，

?丄?２５．５ＭＨｚ??－＞｜混频器卜ｖ??图２．１芭接模拟相干式频率合成器框图??从方才对图２．１相干式频率合成技术原理框图的分析可知，由于使用大量的混频??器、滤波器、倍频器、分频器等射频器件，势必会增加系统设备的体积，同时功耗和??现实成本也会很不合理；另一方面，混频器等非线性器件的大量使用势必会为系统引??入较大的谐波杂散和交调杂散，恶化系统的杂散性能，所以最终输出信号的杂散性能??大都由滤波器的性能和电路的电磁兼容设计合理性决定；最后，无法实现较小的频率??分辨率。经上述分析，除非系统指标中对和噪和捷变有特殊需求外，直接频率合成技??术一般很少应用于实际通信设备中。??不过，近年来声表面波（ＳＡＷ）滤波器技术发展迅速，给直接校拟式频率合成技术??应ｆｆｌ带来了更宽广的前景。在休积尺寸和矩形系数等指标上ＳＡＷ滤波器有着显著优??势

￣１?＾??图２．４数字鉴相器原理图??〇??ｉ?ｉ?＿＾Ｌ４１＾ｐ＾??＜ｐ，?＿＿ｒｌ?ｎ?ｎ??吶；丨?ｕ?ｕ???＜ｐ〇?：??＜ｐ？??ｎ?ｎ?ｎ???图２．５数字鉴相器工作波形图??目前，还有一种主流ＰＬＬ芯片框架采用“鉴相器＋电荷泵”的方式。如图２．６所??示是电荷泵的原理图。图中电荷泵的功能在于，将鉴相器输出端％和奶相位差脉冲??转化成与之对应的平均电压或电流信号。鉴相器输两出端％和奶分别空着两个电流??源对有较大的容值的ｃｐ电容进行充放电，再者电容对电信号有平滑积分的效果，从??何得到了较为平稳的电压％。??Ｕｄｄ??Ｏ??０?＂??’?Ｕｄ??ＰＦＤ???Ｏ??Ｏ?（ｐ〇?＾???——Ｓ２?中?Ｃｐ??图２．６电荷泵电路图??这种方式是大多高性能芯片的主流实现方式，例如，Ａｎａｌｏｇ?Ｄｅｖｉｃｅｓ公司的??ＡＤＦ４３５５，Ｈｉｔｔｉｔｅ?公司的?ＨＭＣ７０４?以及?Ｔｅｘａｓ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ?公司的?ＬＭ２５９４?等。采用鉴??相器与电荷泵的组合的特点在于：当奶所控制的电流源一直对电容进行充电时，电压??％可以趋于＋〇〇；同样当％所控制的电流源一直对电容进行充电时


本文编号：3064572