RF讲座三(PLL频率合成技术解析
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●应用与设计1引言频率源是现代射频和微波电子系统的心脏,其性能直接影响整个电子系统的功能,成为非常重要的部件。
频率源分为二大类:自激振荡源和合成频率源。
常见的自激振荡源有晶体振荡器、腔体振荡器、介质振荡器、压控振荡器、YIG振荡器和波形发生器等。
这些频率源的输出频率范围、调谐带宽、近端相噪等各不相同。
合成频率源的主要优点是频率稳定度高,尤其是相位噪声低,有的甚至比原子钟的相噪还低,使用灵活、控制方便、性能优越。
而缺点是成本高、技术难度大。
现代工程设计中对频率源的频率稳定度、精确度、频率范围等技术指标的要求越来越高。
要满足现代电子系统的这些要求在很多情况下必须使用频率合成技术。
频率合成是指将高精度和高稳定度的标准信号频率通过一系列的算术运算,产生具有相同稳定度和精确度的大量离散频率的技术。
锁相式频率源具有频率稳定度高、频谱纯、寄生杂波小及相位噪声低等优点,已被广泛用于各种通信和雷达系统。
笔者采用分频锁相频率合成技术设计了1.8GHz锁相频率源。
2锁相环技术的原理实现频率合成的方法可分为直接合成法与间接合成法。
二种频率合成技术的特点见表1。
锁相环(PLL)是由鉴相器(PD),环路滤波器采用PLL技术的合成频率源设计钟催林,肖化武,李军红(南华大学电气工程学院,湖南衡阳421000)摘要:介绍分频锁相频率合成技术。
通过对锁相环工作过程及相位噪声等的基本原理的分析,采用PLL技术成功设计了1.8GHz锁相频率源。
在该锁相源中分频鉴相器采用ADI公司的ADF4118,VCO采用M/A-COM公司的ML081100-01850,低通环路采用三阶RC低通滤波器。
其相位噪声为-75dBc/kHz、杂散抑制为-85dBc。
实验测试获得了较好的技术指标,能满足现代移动通信C网和G网射频子系统对本振源的要求。
关键词:分频锁相;频率合成;相位噪声;本振源中图分类号:TN741文献标识码:A文章编号:1006-6977(2006)05-0012-03Designofsynthesisfrequencesourceusingphase-lockedlooptechnologyZHONGCui-lin,XIAOHua-wu,LIJun-hong(SchoolofElectricalEngineering,NanhuaUniversity,Hengyang421000,China)Abstract:Thetechnologyoffrequencydivisionphase-lockedfrequencysynthesisisintroduced.Thefre-quencysourcewiththephase-lockedtechnologyissuccessfullydesignedthroughanalysisofthebasicprinciplephase-lockedloopandphasenoise.Inthesource,ADF4118wastakenasfrequencydivisionandphasediscriminationdevice,andML081100-0185wastakenasVCOdevice,whilethree-orderRCfilterwastakenaslow-passcyclecircuit.Theexperimenttestindicatesthattherequirementisgood.ThesourcecanmeettothedemandsoflocaloscillatorinradiofrequencysubsystemofmodernmobilecommunicationGSMandCDMAnetwork.Keywords:frequencydivisonandphase-locked;frequencysynthesis;phasenoise;localoscillatorsource图1锁相环路基本组成(LF)和压控振荡器(VCO)组成的自动相位控制系统,如图1所示。
雷达频率综合器两种合成形式的探索摘要:雷达频率综合器是雷达系统中重要的组成部分,其性能直接影响到雷达的性能。
本文主要分析了雷达频率综合器的两种合成形式,并进行了理论分析和比较,从实际应用角度出发,详细分析了这两种合成形式各自的特点,同时指出了它们在使用上存在的问题。
为了方便理解,本文以DDS方式为例,对其进行详细分析,并将其与PLL方式进行比较。
最后给出了DDS和PLL两种合成形式的优缺点及应用领域。
关键词:雷达;频率综合器;两种形式表达;探索在众多的新技术中,频率综合技术是一项相对新兴的技术。
特别是频率综合方式和频率综合器的出现,更是充分发挥了其优点,特别是频率综合器在雷达方面的应用日益广泛。
1.雷达频率综合器雷达频率综合器(RadarFrequencySynthesis,RFS)是一种将锁相环技术、线性调频技术、相位噪声技术、频率合成技术等结合在一起,以获得高质量的频率源的电子设备。
它能够产生各种频率和带宽的信号,从而满足雷达系统的要求。
由于RFS具有很多优点,被广泛应用于通信、雷达、电子对抗等领域,同时也是通信系统中最常用的电子设备之一。
由于RFS工作频率范围很宽(从几GHz到几十GHz),其输出信号频率也随之变化,传统的线性调频技术和锁相环技术已经无法满足其需求。
为此人们采用了新技术:直接数字频率合成(DDS)技术。
DDS是利用数字化的方法对锁相环中的相位噪声和杂散进行改善,并使之达到更高的精度,使信号的质量大大提高。
DDS是一种基于模拟数字混合系统结构的频率合成技术,它采用直接数字频率合成(DDS)方式。
它是利用正弦波发生器产生正弦波,再通过数控振荡器(NCO)将其转化为方波信号,然后通过混频电路得到所需要的各种频率和带宽的信号。
2.DDS方式与PLL方式的比较DDS方式和PLL方式合成频率的特点是:频率合成速度快,可实现多路频率合成器;相位噪声低,相噪水平高;输出信号频率、相位、幅度可调;输出信号频谱宽。