L波段多频点频率源设计

工作环境温度 ：一 ０ ６ ℃； ２ ￣＋ ０ 频 源 率 腔 体 ：２ ８ ｍ ７ ｍ ２ｍ ×１ ０ｍ×３ ｒ ； ０ｍ ａ
微 波 与 射 频 输 入 、输 出接 口：ＳＬ接 口 ， 阻抗 ５ Ｑ。 ￣ Ａ ０
其 中，ｒ 是输出频率 ，ｒ 是鉴相频率 ，Ｎ：， ｒ ／ 是分频 比，
路 １Ｈ ， 一路 １ ５ Ｈ ，两 路 ２ Ｈ ； Ｇｚ ．Ｇ ｚ Ｇ ｚ
１
器 ＩＦ０＿ Ｐ＿ Ｃ－ 衰器…０ｍ ４１Ｉ Ｆ 一Ｖ 一减 ｒ４Ｂ Ａ ０＿ Ｄ Ｌ Ｏ 、Ｍ ７ｚ ｄ ｈ
图 ２ ４ 唧 Ｚ 点设 计 方 案框 图 ０ 频
输 出功 率 ：大 于 ＋ ｄ ｍ ７Ｂ ； 输 出相 位 噪 声 ：一 Ｏ ｄｃ Ｈ＠ ｋ ｚ １ ５ Ｂ ／ ｚ ｌＨ ； 杂 散 抑 制 ：－ ５ Ｂ ； ７ｄｃ
根据锁 相环的原理 ，带内相位 噪声主要 由参考信号噪声、 鉴 相 器 噪 声 和 环 路 滤 波 器 噪 声来 决 定 ， 当参 考 信 号 的 相 噪 足 够 低 时 ，其 理 论 计算 公 式 ：
Ｐ ａｅＮ ｂ ＝Ｐ １ ｚ ＋２ ｌＮ ＋１ １ ｈ ｓ ｏｌ ｅ Ｎ（Ｈ ） ０ｇ ０ｇ
得到模拟正弦波输出 。 优点：极高 的频率分辨率 （ 微赫 兹级） ， 快的变频速 度 （ 纳秒 级） ，变频相位连续 ，相噪低 。缺点：工 作频率低、杂散多。
（ ）方案 设计 与分析 二
文 章介 绍 的 Ｌ波 段 多频 点频 率 源 是作 为整 个 ８ ２ Ｇ ｚ收 －０Ｈ 发 系统 发射 模 块 的本 振信 号 ， 该 频 率 源 技 术 指 标 如 下 ： 参 考 晶振 ： １０ Ｍ ｚ １ ０Ｂ ／ ｚ １Ｈ ； ０ Ｈ ，一 ５ ｄ ｃ Ｈ ＠ ｋ ｚ 输 出频 点 ： 一路 ４ Ｍ ｚ 两 路 １０ Ｈ ， 一路 ２ ０Ｈ ，一 ０Ｈ ， ０Ｍ ｚ ０Ｍｚ
Ｐ １ ｚ 是 １ｚ 宽 内 的鉴 相 器 噪 声 基底 。 相 频 率 取 １Ｍ ｚ Ｎ（ ） Ｈ 带 Ｈ 鉴 ０Ｈ ， 计 算 得 到 的理 论 结 果 约 为 一 ３ ｄ ｃ Ｈ ＠ ｋ ｚ 用 Ａ Ｉ ｉＰ Ｌ ． ｌ０ Ｂ ／ ｚ １Ｈ ， Ｄ ｓｍ Ｌ ３ Ｉ 软件进行仿真 ，结果 如图 ３ 示： 所
【 摘 要 】文章对 目前几种 常用的频 率合 成技 术的原理及其优缺点作 了简要 的分析 与比较 ，着重介绍通过直接频率合成和 锁相环相结合的方法 ，设计 了一 个低相噪 ，低 杂散 的 Ｌ波段 多频 点频 率源模 块。
【 关键词 】频率合成 ；相位噪声 ；Ｐ Ｌ Ｌ 【 中图分类号 】Ｔ ４ Ｎ７ 【 文献标 识码 】Ａ 【 文章编号 】１０ — １ １ ０ ０１— ０ ９ ０ ０ ８ １ ５ （ １）１ ０ ４ — ２ ２ 法进行频 率合成 ，其相 噪低 ，输 出频 率高 ，调试简便 。但直 接频率合 的杂散多 ，对 滤波器 的要求 比较大 ，文章采 用 Ｓ Ｒ Ｉ
（ ）频 率合 成技 术 一
频率合成是指 以一个或 多个 低相噪 、高稳 定 、高准确 的 参考频率源为基准 ，在某一频段 内，综合产 生并输 出多个 工 作频率点的过程 。基于此原理制成 的频 率源 称为频率合成器 ， 简称频 综一 Ｆ ｅｕ ｎ ｙＳ ｎ ｈ ｓｚ ｒ ｒ ｑ ｅ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ｅ 。频率合成技术起源于 二 十 世 纪 ３ 代 ，发 展 到现 在 ，其 合 成 方 法 主 要 包 括 直 接 频 率 Ｏ年 合 成 （ｓ 、锁相频率合成 （Ｌ ） Ｄ） Ｐ Ｌ 、直接数字频率合成 （Ｄ ） 。 Ｄ Ｓ等 ｉ直接 频率合成 ． － 利用 混频、倍频 、分频的方法 由参考源频 率经 加、减 、 乘 、除运算直接组合 出所要求 的频 率 。优点 ：频 率捷变速度 快 ，相 噪低 ，频率 高。缺点 ：结 构复杂、杂散 多、体积大 、
２１ ０ ０年 第 １ １期
大 众 科 技
ＤＡ ＺＨＯ ＮＧ ＫＥ Ｊ
Ｎｏ １ 。 ０１ ．１ ２ ０
（ 总第 １ ５期 ） ３
（ ｍｕ ｔ ｅｙＮ ．３ ） Ｃｕ ｌ ｉ ｌ ｏ１ ５ ａｖ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｌ波段 多频 点频率源设计
肖 珊
（ 电子科技 大学 电子工程 学院，四川 成都 ６ １３ ） １７ １
Ａ Ｆ ０ １ 芯 片 ，该 芯 片 噪 声 基 底 是 一 １ ｄ ｃＨ ，压 控 振 荡 器 Ｄ４０ ２３Ｂ／ｚ （Ｃ ）采 用 ｍ ｎ —Ｃ ｒｕ ｔ 公 司 的 Ｊ Ｏ 一 ５ Ｖ０ ｉ ｉ ｉｃ ｉ ｓ Ｔ Ｓ ７ Ｐ芯 片 ， 输 出 功 率 ７ Ｂ 由 ｐ 型 衰 减 网络 调 试 得 到 。 体 方 案 原 理 框 图如 图 ２ ｄｍ ｉ 具
所示 ：
抑制好 、输 出频率较高 。缺 点：频率切换 速度慢 ，频 率分辨
率一般 。
３ 直接数字频率合成 ．
利 用 数 字 方 式 累 加 相 位 ， 再 以相 位 和 作 为 地 址 来 查 询 正 弦 函 数 表 得 到 正 弦 波 幅 度 的离 散 数 字 序 列 ，最 后 经 Ｄ Ａ 变 换 ／
频率分辨率差 。
窄带滤波 器能够很好 的抑制其杂散 ，因此 ，选用接频 率合成
和锁相杯来实现 Ｌ波段 多频 点频 率源 模块 。经过综合考虑 ，Ｌ
波 段 多 频 点 频 率 源 的方 案 原 理 框 图 如 图 １所 示 ：
２ 锁相频率 合成 ．
能 够 跟 踪 输 入 信 号 相 位 的 闭 环 自动 控 制 系 统 。 现 在 最 常 用 的 结 构 是 数 摸 混 合 的锁 相 环 ， 即数 字 鉴 相 器 、分 频 器 、 模 拟 环 路 滤 波 和 压 控 振 荡 器 的 组 成 方 式 。优 点 ：相 噪 低 、 杂 散 图 １ Ｌ波 段 多频 点 频 率 源 方 案框 图
２ ４ Ｍ ｚ频 点设计和 分析 ． ０Ｈ 参考 晶振 的输 出是 Ｉ ＯＨ ，因此为 了获得高稳定度 ，低 ＯＭ ｚ 相噪 的 ４ Ｍ ｚ频 点输 出，不易采用直接分频的方法 ，而选择 ０Ｈ 通 过 锁 相 环 直 接 锁 到 ４ Ｍ ｚ 其 中 鉴 相 器 采 用 Ａ Ｉ 公 司 的 ０Ｈ ， Ｄ