S频段小数分频锁相环频率合成器实现与应用

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1、第30卷第4期2011年8月飞行器测控学报JoumalofSpac∞raftTT&C1khno-o盱V01．30No．4Aug．2011S频段小数分频锁相环频率合成器实现与应用。赵伟波，管凤仁，祁佑光(西安卫星测控中心南宁测控站·南宁·530001)摘要：传统的整数分频锁相环频率合成技术无法在单个环路实现高频率、低分辨率和低相噪的目标，小数分频锁相环在提高鉴相频率的同时减小分频计数值，从而降低相位噪声。针对usB统一测控系统的需要，本文提出基于单片小数分频锁相环的微渡频率合成方法。实验结果表明，小数分频锁相环频率合成器具备良好的信号输出特性，可

2、以为测控系统提供低成本频率合成方案。关键词：小数分频；锁相环；S频段；频率合成器中图分类号：TN742．1文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)04一0031一04ImplementationandApplicationofS-BandFrequencySynthesizerBased0nFractionalNPhase-L0ckedL00pZHA0Weibo，GUANFengren，QIYouguang(NanningTT&CStation。Xi’anSatelliteControlCenter．Nanning530001)A

3、bstract：Itisimpossibletorealizehighfrequency．smallresolutionandlowphasenoiseinasingletraditio他linte—gerphase—lockedloop．IncreasingphasedetectorfrequencyanddecreasingNValuecanbeimplementedtoreducephasenoisesimultaneously．Thispaperintroducesamicrowavefrequencysynthesizerscheme

4、tomeettherequire—mentsofunifiedSbarldTT&Csystems．Experimentresultprovesthatfractio∞INphase_lockedloopfrequencysynthesizerprovidesgoodsigIlaloutputcharacteristicsandlowersthecostoffrequencysynthesizersofTT8LCsys—temsinafractio舱lNphase—lockedloop．Keywords：FractioIlalN；Phase-Lo

5、ckedLoop；争Band；FrequencysynthesizerO引言频率合成器作为航天测控及通信系统的核心部件，是保证测控精度和系统整体战技性能的关键组成部分。锁相环频率合成器具有频率稳定度高、相位噪声低、易于集成等突出优点，因而是通信、雷达、武器制导等系统中的重要部件。随着电子与通信技术尤其是无线通信领域的飞速发展，Analog、Na—tional、Hittite等众多厂商纷纷推出单片微波锁相频率合成器件，增强了锁相环振荡器的功能，提高了锁相环路的性能，使得微波频率合成技术得以提高，朝着小型化、高性能、低成本的方向不断向前发展。在S频

6、段统一测控系统中，微波频率合成器应用在射频前端上下行信道以及系统标校设备上，其主要特点是：工作频率高，频带宽，频率步进小，输出相位噪声低。本文结合测控系统的设备特点，主要研究探索基于单片集成环路的S频段频率合成技术。由于传统单一锁相环路频率合成方法很难同时兼顾低相位噪声和小频率步进，因此采用小数分频锁相环频率合成方案。LMX2541系列芯片是National公司生产的高性能小数分频锁相频率合成器芯片，与其他锁相环芯片相比，最大的特点在于其芯片内部不仅集成了VCO，内置了二阶RC低通滤波器，而且R、C值可以编程控制；采用∑一△调制的杂波抑制技术，

7、提高了输出信号噪声特性；外部MCU可以通过Mi—crowire总线实现对LMX2541编程控制；该系列芯片有6款产品，输出信号覆盖1990～4ooOMHz频率范围。本文将描述小数分频锁相环频率合成的基本原理及特点，介绍采用LMX2541SQ2380E芯片实现S频段小型化频率合成器的设计方法，为USB测控系*收稿日期：2010一12—20；修回日期：2011一01—26第一作者简介：赵伟波(1970一)。男。硕士．高级工程师。研览方向为航天潮控技术；E-mail：zhaoweib070@hotmail．com32飞行器测控学报第30卷统探索低成本

8、微波频率合成器实现方法。1锁相环频率合成原理锁相环路是一个相位误差控制系统，通过比较输入信号与压控振荡器输出信号之间的相位差，产生一个对应于2个信号相