微波频率合成技术-下

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1、微波技术新进展微波技术新进展微波频率合成技术微波频率合成技术（下）（下）2008年锁相介质振荡器——PLDROPhase-LockedDielectricResonatorOscillators微波高稳定点频合成器的比较微波高稳定点频合成实现的主要手段是高次倍频方式和数字分频反馈锁相方式高次倍频链：¾优点：原理简单、技术成熟、稳定可靠、相位噪声相对较小。¾缺点：由于存在较多的倍频、放大、滤波环节，功耗、体积、重量较大，调试量也较大。同时由于热噪声及失谐等原因，使高次倍频器相位噪声在理论值基础上有较大的附加噪声微波高稳定点频合成器的比较微波高稳定点频合成实现的主要手

2、段是高次倍频方式和数字分频反馈锁相方式数字分频锁相：¾优点：电路简单、技术成熟、稳定可靠、调试量极小¾缺点：由于反馈分频比较大，数字鉴相器和反馈分频器的附加噪声得到倍频次数的等效倍增，因此相位噪声较差。微波高稳定点频合成器的比较微波高稳定点频合成实现的主要手段是高次倍频方式和数字分频反馈锁相方式取样锁相：¾结合了数字分频锁相和高次倍频的共同优点¾电路结构简单、倍频次数高、取样脉冲泄漏小，具有功耗、体积、重量小¾附加相噪极小，相噪较直接倍频更优越，近似为理论值（20lgN）¾微波高稳定点频合成中最有生命力的产品之一取样锁相振荡器的原理fr取样鉴相器脉冲保持f参考源取

3、样器LPFVCO0形成电路f0基准参考频率f经电平放大、脉冲形成电路以后形r成窄脉冲，由于窄脉冲中含有丰富的谐波成分，其中第N次谐波分量与压控振荡器输出信号在取样鉴相器中进行相位比较，输出鉴相电压经环路滤波器滤波后控制压控振荡器输出频率的变化，将压控振荡器输出频率锁定在基准参考频率的N次谐波频率上，从而达到锁相倍频的目的取样锁相振荡器的原理¾取样鉴相器通常由取样器和保持电路构成¾取样器实际上是一个高频开关，取样脉冲控制此开关周期性闭合，完成对输入信号取样¾保持电路一般是一个电容器取样开关保持电路信号输入信号输出Cd取样脉冲输入取样锁相振荡器的原理射频信号f0=nf

4、r取样保持电压（阶梯电压）射频信号取样保持电压（直流电压）f0=Nfr取样脉冲¾通过取样来比较输入信号和射频信号的相位¾输出的取样点电压是与两信号相位差相关的离散电压¾保持电路使该离散电压值在取样间隔期内保持到下一取样时刻取样锁相振荡器的原理取样鉴相器输出的误差电压经直流/差拍放大和环路滤波后，对压控振荡器的频率和相位进行调节。只要f在取样脉冲频率的n次谐波附近，就o可能通过环路本身的控制作用使f最终锁定在nfor上，从而实现了取样倍频的功能。由于n的取值理论上可以很大，因此，倍频次数可以很高取样鉴相器环路Vc脉冲保持LPF参考源取样器VCOf形成电路放大0fnf

5、rrf0对VCO的输出反馈信号进行取样脉冲形成及取样鉴相器电路脉冲形成电路是用来将输入参考信号转换成窄脉冲输出。目前，利用阶跃恢复二极管SRD的电流阶跃特性，可以将10～500MHz的正弦信号转换成脉冲宽度在亚纳秒级的窄脉冲；实际的取样鉴相器将脉冲形成电路集成在一起了。¾如商用的取样鉴相器MP7000系列由三部分组成：阶跃恢复二极管D1、两个电容C1和C2及两个肖特基二极管D2和D3。实际的取样鉴相器参数典型的取样鉴相电路应用3脚和5脚通过电阻接地形式典型的取样鉴相电路应用3脚和5脚接中频缓冲作用的射随器形式脉冲取样锁相与一般的PLL差别¾脉冲取样锁相：输出信号与

6、参nf=fr0考信号的n次谐波进行比相¾一般的PLL：参考信号与输出1f=fr0信号的1/n次分频进行比相n¾从频率产生的效果来看，两者均是实现对参考信号频率高次倍频f=nf0r锁相介质振荡器——PLDROPhase-LockedDielectricResonatorOscillators一种有非常工程实用价值的微波频率合成源其核心是采用高Q值的介质谐振器VCO，利用脉冲取样鉴相技术，可以获得很高频率的高稳定、低相噪微波本振源DR－DRO－PLDRO的发展演变PLDRODRODR取样锁相介质振荡器介质振荡器(PLDRO)的介质谐振器(DRO)的发发展现状(DR)的

7、发展展史史DR发展史¾20世纪70年代，美国Raytheon公司首次研制成功温度稳定性好、损耗低的Ba-TiO2系统的微波介质¾1971年日本NHKkanishi报告了利用正、负温度系数材料组合成温度稳定的介质谐振器¾1975年美国贝尔实验室报道了进一步改进Ba-TiO2系统的微波介质材料¾1977年日本村田(Murata)公司研制出(Zr-Sn)TiO4系统的微波介质陶瓷，它具有高Q值和小频率温度系数，使微波介质陶瓷走上实用阶段DR发展史目前微波陶瓷材料和器件的生产水平以日本Murata、德国EPCOS、美国Trans-Tech、美国NardaMICROWAVE

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