基于VCO的超宽带数字调谐振荡器的设计

发布时间：2021-10-28 05:46

　　比较了3种频率合成技术的优缺点,提出了一种超宽带、高精度、高速的数字调谐振荡器实现方法。该方法采用多个VCO组合的方式,利用高速高精度DAC、高速运算放大器、可变增益放大器等,同时采用实时增益控制法对VCO的非线性进行补偿。基于本方法研制的数字调谐振荡器频率覆盖宽,集成度高,体积小,质量轻,具有全频段内调谐一致性高、置频时间短、频率精度高,以及杂散、谐波指标高等特点,可广泛适用于现代电子对抗、雷达仿真、电子战仿真等系统。 

【文章来源】：雷达与对抗. 2020,40(04)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

DOS基本原理框图

间接频率合成技术一般通过锁相环(PLL)的方法来实现。它是一个闭环相位控制系统,利用相位反馈原理,通过比较输入信号与输出信号之间的相位差实现两者的同步,从而达到控制输出信号频率的目的。[6]其原理框图如图2所示。从图2可以看出,典型PLL电路包含3个功能模块,即压控振荡器(VCO)、鉴相器(PD)和环路滤波器(LF)。锁相环按其构成方式的不同可以分为混合信号锁相环、数字锁相环(DPLL)、全数字锁相环(ADPLL)和软件锁相环(SPLL)等几种。

DTO技术通常通过VCO[7]来实现。VCO是指输出频率与输入控制电压之间存在对应关系的振荡电路,一般分为晶体振荡器、LC压控振荡器、RC压控振荡器和微波压控振荡器。[8]典型VCO具有倍频程的调谐范围。调谐是通过控制电压来调谐电抗元件(如变容二极管)来完成的。DTO技术实现的振荡器其相位噪声与VCO 自身的相位噪声有关,频率稳定度与VCO的调谐灵敏度、VCO调谐稳定性等密切相关,而频率精准度与器件的温度漂移、输入电压的精度有关。同时,由于调谐范围较大,如果不通过环路滤波器对控制电压施加合适的滤波,VCO易受噪声和杂散影响。某X波段VCO原理方框图如图3所示。这是一种正反馈模型,通过正反馈不断放大电路中的信号直至产生稳定的周期性输出信号。从图3中可以看出,该VCO采用砷化镓场效应晶体管(GaAs FET),依靠控制变容管电压,得到不同的微波信号。现在常用的VCO均为单片集成电路的形式,其接口简单,只需要电源、调谐电压输入就可以提供稳定的频率输出。外部控制只需控制调谐电压就可以得到所要的频率。当需要得到不同的宽带调制信号时,只需在VCO的调谐电压上叠加对应的调制信号。

【参考文献】：
期刊论文
[1]为您的转换器选择正确的时钟（3）——了解时钟源[J]. Brad Brannon,Rob Reeder.  电子产品世界. 2011(07)
[2]X～Ku波段宽覆盖捷变频频率合成器研制[J]. 杨远望,蔡竟业,任威,徐锐敏.  电子科技大学学报. 2007(04)
[3]一种高分辨率低杂散频率合成器的研制[J]. 蔡竟业,袁文,王文钦,徐锐敏.  电子科技大学学报. 2005(S1)



本文编号：3462362