一种新型频率合成器的实现

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1、一种新型频率合成器的实现第1摘要：小数分频技术解决了锁相环频率合成器中的频率分辨率和转换时间的矛盾，但是却引入了严重的相位噪声，传统的相位补偿方法由于对A／D等数字器件的要求很高并具有滞后性实现难度较大。ΔΣ调制器对噪声具有整形的功能，因而将多阶的ΔΣ调制器用于小数分频合成器中可以很好地解决他的相位噪声的问题，大大促进了小数分频技术的发展和应用。文章最后给出了在GHz量级上实现的这种新型小数分频合成器的应用电路，并测得良好的相噪性能。关键词：小数分频；相位噪声；ΔΣ调制；A／DNeanceofPhaseNoiseYANH

2、uahao，ei，ZHAOLi(DepartmentofmunicationandInformationEngineering，GuilinElectronicIndustry，Guilin，541004，China)Abstract:Fractional-NtechnologyresolvethecontradictionbeteinPLLsynthesizer，butresultinseverephasenoise．Traditionalmethodofphasepensationneedshighperforman

3、ceofdigitalponentsuchasA／D，andhastimedelay，soitisdifficultytoachieveit．ΔΣmodulatorhasplasticfunctiontonoise，resultlyNorderΔΣmodulatorusedinFractionalNsynthesizercanresolvetheproblemofphasenoise，andacceleratethedevelopmentandusingofFractionalNsynthesizer．Intheendt

4、hepaperintroducetheapplidcircuitofthisneanceofphasenoise．Keyodulation；A／D频率合成技术是将一个高稳定度和高准确度的基准频率经过四则运算，产生同样稳定度和准确度的任意频率。由于锁相环路具有高稳定性、优越的跟踪性能及良好的抗干扰性，在频率合成中得到了广泛应用。但是锁相环频率合成器中长期存在着频率分辨率和转换时间的矛盾，即提高频率分辨率，就必须减小参考频率fr其结果导致转换时间延长。小数分频频率合成器则是对原来的整数分频进行了改进，通过采用小数的分频比来解

5、决了频率分辨率和转换时间的矛盾，但是却引入了严重的相位噪声。传统的相位补偿的方法由于对数字器件的要求很高，并且具有一定的延时，所以不能很好地解决小数分频中的相位噪声。如果ΔΣ调制技术用到小数分频合成器中即解决了严重的相位噪声，又解决了频率分辨率和转换时间的矛盾。采用ΔΣ调制技术的小数分频频率合成技术是一种新型的频率合成技术，具有重要的研究价值和应用前景。1小数分频中的相位噪声产生原理小数分频合成器的分频比是一个带小数的值N．F，由于数字分频器本身无法实现小数分频，因此小数分频是利用整数分频采用平均等效来实现的。其实现的原

6、理图如图1所示。500)this.style.ouseg(this)">采用的方法是在每M个周期内并不全是N分频，而是其中a次为N分频，b次为N＋1分频(a＋b＝M)，这样平均每周期的分频比为：500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">显然MTr在中分频器输出的平均频率等于fr，但是瞬时频率不等，从而使鉴相器的输出存在一定的相位误差。当小数分频时，分频器输出脉冲周期为(N．F)To，当整数分频时，分频器输出脉冲周期NTo，所以两者之间的差值为：500)

7、this.style.ouseg(this)">令Tr＝1，ΔT为一个参考周期内参考信号比小数分频器输出的滞后时间值，化为相位差：500)this.style.ouseg(this)">K个参考周期内，总相位误差为：500)this.style.ouseg(this)">若K个参考周期内，从1到K周期内，无进位信号，则相位差以直线性增长：500)this.style.ouseg(this)">若K个参考周期内，从1到K周期内，有L次进位(即L次N＋1分频)，则相位差减小L次：500)this.style.ouseg(th

8、is)">所以相位差信号为：500)this.style.ouseg(this)">因此每经过一个Tr参考周期，相位差递增一个增量值，这个增量值为：500)this.style.ouseg(this)">由此可知，相位差是一个依次递增呈锯齿形的相差，举例说明，小数分频比为0．3即．F＝0．3，时其相位差波形如图2所示