一种S波段低相噪捷变频率合成方法.pdf

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1、I一史燕⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一种S波段低相噪捷变频率合成方法安徽四创电子股份有限公司陈晓鹏【摘要】阐述相位噪声在各种通信中的重要性，通过对频率合成方式的优缺点分析，选择能够实现一种S波段低相噪捷变频率合成的方法，根据设计指标要求，提出自己的实现方式以及在实际设计中的注意事项。【关键词】直接频率合成；开关滤波器组1．；I言小于一60dB。高抑制度和低插入损耗；叉要实现频率捷变功在各种高性能、宽动态范围的频率变化4．1晶体振荡器设计能，就要选用高频率的微波开关，如果选择机中，相位噪声是一个主要的限制因素。在数字项目对所合成的频率源

2、频率稳定性要求很械式的继电器做选通开关就满足不了频率捷变通信系统中，相位噪声影响IQ图，相位噪声高高，故选择温补晶振。设计中谐波发生器实现速度的要求。P频标8选l开关滤波器组，选出会产生错误的比特位，因而增加了误码率，系的倍频链路的倍频次数n为：的频率相隔1OMHz，过度带宽相对窄，就要选统中的状态越多，系统对相位噪声越敏感：在n=2560MHz／80MBz=32用声表滤波器，选通开关也需要使用微波开关卫星通信中，载波信号的相位噪声还影响载波根据倍频器使相位噪声变坏的理论值为以满足切换速度。跟踪精度u。。另外频率捷变速度，也是频

3、率合201ogn，则相位噪声恶化：4．6频控电路设计成的一个考虑因素。本文根据理论分析和相关2O1ogn=2Ol0g32~30dBc／1Hz本设计中频控电路的作用是每次分别计算，设计了一种s波段低相噪捷变频率源，设计指标要求相位噪声谱密度优于一115dBc／选择P频标和S频标中的～个，混频合成频率以满足项目设计需要。1Hz(1kHz处)，则选择的80MHz温补晶振的相位2090MHz~2029MHz的一个。设计时基于FPGA芯2．频率合成方案选择噪声谱密度优于一145dBc／iHz(1kHz处)，通常考片来控制，这类可编程逻辑器

4、件以其速度高、频率合成方法选择首先根据设备的调制虑到系统设计留有lOdBc／1Hz的余量，所以最规模大、可编程，以及有强大EDA软件支持等方法和杂散要求，其次在满足同样需求的合成终选择的80MHz温补晶振的相位噪声谱密度优特性。Ahera是著名的PLD生产厂商，多年来方法中又要根据难易程度和成本不同来选择。于一155dBc／1Hz(1kHz处)。一直占据着行业领先的地位。Ahera的PLD具通信设备整机要想获得很低的误码率和提高频4．2倍频器设计有高性能、高集成度和高性价比的优点，此谱利用率，高稳定、低噪声的频率源是必不可倍频器

5、是利用谐波来工作的，根据其工外它还提供了功能全面的开发工具和丰富的少的。选择频率源方案时我们有两种方案可供作原理可以有两种类型：一种是非线性电抗(电IP核、宏功能库等，因此Altera的产品获得选择：一是直接合成，二是间接合成即锁相方容型的)，如变容二极管和阶跃恢复二极管了广泛的应用J。本设计中选用的FPGA芯片是案。两种方案各有优缺点，直接合成具有变频(SRD)。变容二极管作变频器时，倍频次数较EPM7128STI100-10，使用5个按键开关作为控制开时间短、相位噪声低的特点，但杂散较大，设低，效率也较低，变容管的典型倍频效

6、率为1／关，对应FPGA的五个控制位2。、2、2、2、2。备比较复杂。间接合成即锁相特别是数字锁相n(n为倍频次数)。后来发展的阶跃恢复二极管5．设计结果方案实现起来相对简单，杂散小，但相噪差于可制作高达2O次的高次倍频器，且倍频效率较根据设计方案，经过具体实施和认真调前者，变频时间长。对于有些移动通信设备系高，典型倍频效率为1／n。这种类型的倍频器试，达到了相噪设计指标要求，其中一个频点统，要求具有自动捷变频功能，频率变换时间通常用于较高的工作频率。另一种是非线性电的相噪指标曲线如图5—1所示。在微秒级，数字锁相方案实现频率捷

7、变显然不导型的，如肖特基势垒二极管、晶体三极管和太适合，就需要采用直接频率合成方案。FET等。3直接式频率合成原理谐波发生器，需要产生2400MHz、2480MBz、直接合成频率源又可分为两种方式：一种2560MHz的高频信号，使用的是第一种倍频是非相干合成法，另一种是相干合成法。非相器，具体选用的是阶跃恢复二极管WY402B，干合成法和相干合成法最主要的不同是，合成调节两端的匹配网络，使2400MHz、2480MHz、过程中所用的基准频率源的数量不同。。非相2560MHz幅度起伏在较小的范围内。干合成方法使用多个晶振参考频率源

8、，所需的4倍频器产生320MHz的信号只要使用单片各种频率信号由这些参考源提供。相干合成方放大器ERA一50SM放大后用滤波器取出即可。为法只使用一个晶振参考频率源，所需的各种频了给32分频器和混频器提供足够的功率电平，率信号都由它经过分频、混频和倍频后得到。还