一种新型速调管放大器激励源的研制

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1、宅予辩菠大学矮±学位论文速调譬放大器激硒源输出的一种高质量的信号发生器。频率合成技术起源于二十世纪三十年代，至今已有70年的历史。它作为电子系统的核心部件，在电子技术及其它领域有很广泛的用途，特别在雷达、电子制导武器、电子对抗、移动通信、电子测量等领域中的应用尤为广泛。随着集成技术和电子基础工艺的不断发展，频率合成技术也不断向前发展。直接式频率合成(DirectSynthesis)是频率合成技术发展的起点，它也叫分频一混频一倍频式合成。顾名思义，它是利用分频、混频、倍频及滤波产生所需的频率。直接式频率合成按合成方法可分为两类：～是非相关合成方法，另一种是所谓的相关合成方法。非相关合

2、成法是使用多个晶体参考源，所需的频率分别由这些参考源提供。它的缺点是是制作相同频率稳定和精度的多个晶体参考源既复杂困难，又成本高。相关合成方法则是只使用一个晶体参考源，所需的各种频率由它经分频、混频或倍频得到。现在绝大多数直接式频率合成器都使用相关合成法。直接式频率合成器的显著特点是：分辨率高(0．0IHz)；频率转换速度快(小于100us)；工作稳定可靠；输出信号频谱纯度较高。最大的缺点是电路复杂，体积大而笨重。由于直接式频率合成技术采用了许多不同的频率进行倍频、分频和倍频，输出频率的杂波干扰很大，加上体积大和电路设计较为复杂，它已不适应现代电子设备对频率源高频谱纯度和小型化的要

3、求。于是产生了第二代频率合成器：间接式频率合成器，也就是现代锁相频率合成器(PLL)。锁相环的概念最初是由DeBellescize于1932年提出的，直到1947年，锁相环路才第一次应用于电视接收机水平和垂直扫描的同步。锁相环由三部分构成：鉴相器(PD)、低通滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)。它的工作原理是：鉴相器把输入信号的相位与压控振荡器输出信号的相位进行比较，输出一个正比于两个输入信号相位差的电压加到低通滤波器上，抑制噪声和高频分量盾，再加到VCO上，控制VCO的频率变化，使输入信号与VCO信号之间的相位差逐渐减小，最后达到动态锁定。当环路锁定时，VCO输出的平均频率准

4、确地等于输入信号的频率。锁相环从模型上看是一个闭环的相位控制系统，以后对锁相环环路的各种工作状态下的性能和指标都是在此基础上建立完整的数学模型进行分析的。最初的锁相环频率合成器使用的是模拟锁相环，但随着现代集成数字电路的高速发展，全数字锁相环和数模混合锁相环已广泛使用。锁电子科技大学硕士学位论文速调管放大器激励源相环在航天包括轨道卫星测速定轨和深空探测等以及高精度测量仪器和通行设备等等都有着广泛的应用。锁相环之所以有着如此广泛的应用，是由其独特的优良性能决定的：它具有载波跟踪特性；可做高稳定、高频谱纯度的源；可进行高精度的相位与频率测量；它还具有调制跟踪性以及低门限特性等。锁相环作

5、为源，在功耗、体积、杂散等方面的特性都是直接式频率合成器无法比拟的。随着数字信号理论、计算机技术、DSP技术及微电子技术的发展，在频率合成领域诞生了一种革命性的技术，这便是二十世纪七十年代出现的DDS(DirectDigitalSynthesiS)一～直接数字频率合成技术。DDS是70年代初期美国J．Tirney，C．M．Radar和B．Gold提出的。由于DDS具有超高的捷变速度(

6、应用。它无论在雷达、电子对抗等军用方面，还是在核磁共振等民用电子方面都正发挥着巨大的作用。但DDS有两明显不足之处。一是DDS输出了频带有限，实际最高输出频率只有参考时钟的40％左右。如AD9854，时钟频率为300MHz，实际输出带宽为120MHz；二是由于相位截断、幅度量化及数模转换器的非理想特性而引起的DDS杂散非常丰富。这都严重制约了DDS更大的应用范围。§1．3频率合成技术近况及其展望近二十多年来，电子技术发展速度惊人。由此而研制生产的电子设备，特别是无线电通信、雷达、航空、航海以及深空探洳技术等方面的设备，总的说来是技术越来越先进，性能越来越高。这对频率合成器的性能和指

7、标也提出了更高的要求，同时也刺激了频率合成器的进一步发展。下面先以PLL合成器为例来看频率合成技术发展的近况。▲频率合成器芯片各项技术指标大大提高。以PLL频综为例，如美国国家半导体公司的LMX2330A频综芯片的噪声基底已达到一211dBc／Hz，还有如美国PEREGEINE公司的PE3236，Qualcomm公司的Q3236等等性能优良的频综芯片；同时，PLL芯片的体积和功耗也越来越小；芯片的工作频率越来越高，如ADI公司在Si片上生产的PLL频率合成芯片已能工作