L波段的低相噪锁相频率源的研制

发布时间：2020-12-19 21:05

　　本论文所研究的课题是中科院上海天文台时频中心氢原子钟中的一个子课题，要求实现L波段低相噪、高频率稳定度和低成本的频率合成器。频率合成技术是电子系统实现高性能指标的关键技术之一，也是现代通信技术中一个重要的研究方向。 本文叙述的是采用锁相原理设计的频率合成器。首先介绍锁相环的基本原理和基本组成部分，然后介绍锁相环频率合成器的设计方法，主要介绍由电荷泵鉴相鉴频器和无源环路滤波器构成的锁相环频率合成器。由于锁相环频率合成器的带外相位噪声主要由压控振荡器决定，所以设计一个性能良好的VCO是本设计的一个重要环节，为了降低相位噪声，我们采用了短于λ／4的同轴介质谐振器做为压控振荡器的谐振回路中的电感，然后用ADS仿真软件进行VCO的仿真设计，并给出了仿真数据和实际测量结果。最后给出了用ADF4212和无源环路滤波器构成的频率合成器的控制方法和实际测试结果，ADF4212简化了电路设计，有利于氢钟的小型化。 测试结果表明达到了设计要求，相噪指标为-92dBc／Hz@10kHz，杂散抑制75dBc，短期频率稳定度为1.9×10^-13／s。 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海天文台)上海市

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一1VCO相位噪声随频率偏移的变化

图3一3一1ADS仿真VCO原理图co1p1tts压控振荡器电路[281图3一3一2是Colpitts电路的基本结构，在实际的低相噪VCO电路中CsRE和CvAR等构成了谐振回路，在实际的电路中由于要考虑到电抗补偿3ES.3玩和变容管接入方式等因素，CvAR具有更复杂的结构，CsER决定了谐振腔和有源器件部分的祸合度，祸合越松(CsE，越小藕合越松)，相噪越好，也就是说谐振腔和有源部分的轻祸合可以提高谐振腔的Q值

Ｐ停?究翁庵形颐鞘褂玫氖窃肷?闲∏页Ｓ玫乃????管BFR93AW，它的带封装非线性模型是在ADS的元件库中获取的，仿真的电路拓扑如图3一3一1所示。图3一4一2是VCO的压控灵敏曲线和压控增益的值。由此可以看出本设计的VCO的基本上是线性变化的，其压控增益为1.241MH/zV。图3一4一3是频率为1400MHz时的仿真结果。图3一4一5是频率为1400MHz时的相位噪声曲线。图3一4一2vCO的压控灵敏曲线分析~~~一丫丫酶酬h留m泊心日X(a)图3一4一3振荡频率为1400MHz的结果。(b)(a)是时域波形(b)是谐波功率

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2926575