资源描述：
《一种低相位噪声频率合成器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2015年2月宇航计测技术Feb.,2015第35卷第1期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.1試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2015)01-0021-07中图分类号:TN06文献标识码:A一种低相位噪声频率合成器设计曹宇李宏宇(北京无线电计量测试研究所,北京100039)摘要本文介绍了一种5MHz~1GHz低噪声频率合成器的设计方案。在重点考虑输出信号相
2、位噪声的情况下,综合运用直接式、间接式和直接数字式频率合成技术,对频率合成器系统中锁相环、分频、倍频、混频、衰减、放大、滤波、功分等环节进行了合理的设计。在现有硬件条件的基础上,频率合成器的相位噪声可达到一个较高的水平。关键词频率合成器低相位噪声频率扩展DesignofaLowPhaseNoiseFrequencySynthesizerCAOYuLIHong-yu(BeijingInstituteofRadioMetrologyandmeasurement,Beijing100039)AbstractInthispa
3、per,amethodof5MHz~1GHzlowphasenoisefrequencysynthesizerisgiven.Underconsideringthephasenoiseofoutputsignal,andusingthetechnologyofdirect,indirectanddirectdigitalsynthesisfrequencysynthesis,thepaperprovidesareasonabledesignofphaselockloop,frequen-cydivision,freq
4、uencymultiplication,attenuator,amplifier,filter,powerdivision.Thefrequencysyn-thesizercanachievearelativelyhighlevelofphasenoisebasedonthecurrenthardware.KeywordsFrequencysynthesizerLowphasenoiseFrequencyspreading1引言率合成、间接(锁相式)频率合成和直接数字频率合[4]成(DDS)。直接频率合成技术在速度上
5、具有很大优势,可现代电子设备对频率合成器相位噪声有很高的[1]以得到绝对带宽非常大的信号,但是电路结构复杂、要求,在通信、雷达、武器系统中尤为突出。相位体积大、成本较高、研制调试一般比较困难,由于采噪声对频率合成器所应用的整个系统的性能有着很用了大量的混频、倍频环节,直接频率合成器很难抑大的影响。如在通信系统中,相位噪声会使话路信制因非线性效应而引入的杂波干扰,因而难以达到噪比下降、误码率增加;在雷达系统中,相位噪声会较高的杂波抑制度。间接(锁相式)频率合成技术降低雷达系统对目标的分辨能力,即改善因子;在接的优点是体
6、积小、结构简单,能获得较低的相位噪收机中,相位噪声会使接收机有效噪声系数增加。声,其缺点是输出频率点数少,频率分辨力低。直接因此,研制低相位噪声频率合成器成为必不可缺的数字频率合成技术具有频率切换速度快、频率分辨内容。[2,3]率高、频率切换时保持相位连续、相对带宽很宽、便目前频率合成技术基本分为三类:直接频于单片集成的优势,但缺点是工作频率受到限制,绝·22·宇航计测技术2015年对带宽窄,杂散相对较高。信号f进行N分频后的相位,将相位的相对误差转o考虑三种频率合成技术的优缺点,本文提出了变为电压值u(t),再经过
7、环路滤波器滤除高频部d一个低相位噪声频率合成器的设计方案,综合使用分,留下低频分量u(t),压控振荡器在u(t)的影cc三种技术的特点,除了具有5MHz~1GHz连续频带响下调整输出频率,实现f/N向输入参考频率f靠oi覆盖、频率分辨率优于15mHz、杂散抑制比优于拢,从而减小两者的相对相位误差直至为零,最终达60dBc的特点外,还具有优异的相位噪声指标。到输入信号和输出信号的相位锁定。理论上锁相环输出信号的相位噪声由两部分构2理论基础成:参考信号相位噪声和压控振荡器自由振荡的相位噪声,如图3所示。2.1相位噪声频率
8、合成器的相位噪声一般是指由各种随机噪声引起的输出信号相位随机起伏或瞬时频率起伏,也就是常说的频率短期稳定度,表现形式如图1所示,其频域中的输出信号频谱不再是一根单一谱线,而是具有一定边带的扩展频谱。图3锁相环的最优相位噪声构成图环路中的分频电路相当于将参考信号进行倍频操作,相位噪声整体上抬20logN,此时得到的相位噪声曲线与VCO自由振荡时相
