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北京低噪聲寬帶頻率綜合器

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-02-25

    在頻率綜合器反饋路徑上使用頻率轉(zhuǎn)換(混頻)技術(shù)可以提高頻率綜合器的主要特性。其主要思路是將VCO的輸出在混頻器和偏移頻率源的幫助下轉(zhuǎn)換成一個(gè)低得多的頻率。在某些情況下(例如,當(dāng)工作頻率范圍較窄時(shí))可以完全消除分頻器的反饋。在這種情況下,環(huán)路分頻系數(shù)等于1,相位噪聲沒(méi)有發(fā)生惡化。此外,通過(guò)在反饋路徑中用乘法器代替分頻器可以進(jìn)一步減少PLL器件的殘余噪聲的影響。簡(jiǎn)單的頻率偏移方案的主要缺點(diǎn)是頻率覆蓋范圍有限。對(duì)于一個(gè)固定的偏移頻率,擴(kuò)大輸出頻率帶寬會(huì)導(dǎo)致混頻器輸出的中頻頻率升高。這就需要一個(gè)分頻系數(shù)更大的分頻器,從而使這種方法失效。為了保證分頻比較小,偏移信號(hào)頻率應(yīng)盡量靠近射頻輸出頻率。這可以通過(guò)使用寬帶偏移信號(hào)的多環(huán)路方案來(lái)實(shí)現(xiàn)(圖8)。 頻率綜合器有哪些主要的指標(biāo)?北京低噪聲寬帶頻率綜合器

頻率合成器的作用是什么?頻率合成器是利用一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),通過(guò)各種技術(shù)途徑產(chǎn)生大量離散頻率信號(hào)的設(shè)備。直接數(shù)字式頻率合成(DDS)技術(shù)是繼直接頻率合成和間接頻率合成之后,隨著數(shù)字集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)第三代頻率合成技術(shù)。它以數(shù)字信號(hào)處理理論為基礎(chǔ),從信號(hào)的幅度相位關(guān)系出發(fā)進(jìn)行頻率合成,具有極高的頻率分辨率、極短的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間、很寬的相對(duì)帶寬、頻率轉(zhuǎn)換時(shí)信號(hào)相位連續(xù)、任意波形的輸出能力及數(shù)字調(diào)制功能等諸多優(yōu)點(diǎn),正普遍地應(yīng)用于儀器儀表、遙控遙測(cè)通信、雷達(dá)、電子對(duì)抗、導(dǎo)航以及廣播電視等各個(gè)領(lǐng)域。尤其是在短波跳頻通信中,信號(hào)在較寬的頻帶上不斷變化,并且要求在很小的頻率間隔內(nèi)快速地切換頻率和相位,因此采用DDS技術(shù)的本振信號(hào)源是較為理想的選擇。這種方法簡(jiǎn)單可靠、控制方便,且具有很高的頻率分辨率和轉(zhuǎn)換速度,非常適合快速跳頻通信的要求。頻率合成器作用是給微波掃頻信號(hào)提供一定分辨力的頻率參考信號(hào),并對(duì)微波信號(hào)輸出頻率進(jìn)行逐點(diǎn)鎖定,以得到高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度的掃頻輸出信號(hào)。低噪聲寬帶頻率綜合器1MHz至250MHz頻率發(fā)生器由晶體振蕩器和后置放大器組成。

具有高穩(wěn)定度、高精確度、大信噪比、低相位噪聲的頻率綜合器在其他方面可以作為各種設(shè)備的頻率發(fā)生器和信號(hào)源,有著廣闊的應(yīng)用。高性能頻率綜合器普遍應(yīng)用在現(xiàn)代通信、雷達(dá)和電子測(cè)量等技術(shù)領(lǐng)域中。頻率合成基本方法主要有3種:直接合成法、鎖相環(huán)頻率合成法和直接數(shù)字頻率合成法。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)頻譜資源需求也越來(lái)越大,頻綜也向小型化、頻率分辨率低、跳頻速度快、頻帶寬、低雜散方向發(fā)展。跳頻通信是傳輸信號(hào)的頻率可以隨著事先設(shè)定的變化的載波頻率而變化的一種通信方式。跳頻通信系統(tǒng)中可變頻綜是其主要關(guān)鍵技術(shù)之一,可變頻綜指標(biāo)直接影響著跳頻通信系統(tǒng)性能。

有很多技術(shù)可以降低小數(shù)分頻的雜散。通??梢栽诜诸l系數(shù)變化的時(shí)候通過(guò)增加或減少鑒相器輸出的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一種方法是使用一個(gè)允許更大的分頻系數(shù)的多模分頻器。在這種情況下,我們會(huì)得到大量的小幅度雜散。多模分頻器往往和Delta-Sigma調(diào)制器一起使用,產(chǎn)生隨機(jī)頻率雜散并將它們推向更高的偏移頻率,使其可以通過(guò)回路濾波器過(guò)濾掉。盡管存在各種改進(jìn)的技術(shù),小數(shù)分頻技術(shù)的主要缺點(diǎn)是由小數(shù)劃分機(jī)制導(dǎo)致的相位誤差過(guò)量產(chǎn)生的大量雜散電平。頻率合成器是微波系統(tǒng)的重要功能單元。

如何選擇鎖相環(huán)(PLL)頻率合成器中的其它元件呢?選擇鎖相環(huán)(PLL)頻率合成器的方法:頻率基準(zhǔn):為獲得穩(wěn)定的低相位噪聲RF輸出,良好的高質(zhì)量、低相位噪聲頻率基準(zhǔn)至關(guān)重要。利用 TCXO晶體產(chǎn)生的方波或限幅正弦波具有出色的性能,因?yàn)檩^陡峭的時(shí)鐘邊沿會(huì)使R計(jì)數(shù)器輸出上的相位抖動(dòng)較小。某些系列具有片上振蕩器電路,允許將低成本AT切割晶體用作頻率基準(zhǔn)。雖然可預(yù)測(cè)AT晶體的成本只有TCXO的三分之一,但其溫度穩(wěn)定性較差,需要使用變?nèi)荻O管實(shí)施補(bǔ)償方案。頻率綜合器的振幅在一定范圍內(nèi)隨頻率變化。吉林多通道相參頻率綜合器

頻率合成器輸出信號(hào)的準(zhǔn)確度及相位噪聲與晶振的指標(biāo)息息相關(guān)。北京低噪聲寬帶頻率綜合器

直接綜合技術(shù)通過(guò)提供快得驚人的切換速度、納秒級(jí)的調(diào)諧速度以及復(fù)雜的輸出波形,有望爭(zhēng)奪并取代間接綜合設(shè)計(jì)。遠(yuǎn)期的重大突破預(yù)計(jì)是利用其它物理原理或材料設(shè)計(jì)和制作參考源。例如,有人發(fā)布了10GHz輸出頻率、相位噪聲在10kHz偏移量為-170dBc/Hz的基于藍(lán)寶石諧振器的振蕩器34。這些期望會(huì)極大地改變制造新的綜合器的概念方法,甚至改變思考問(wèn)題的整體方式。**終能實(shí)現(xiàn)什么樣的性能?只有未來(lái)知道。未來(lái)幾十年將有許多驚人的發(fā)展。北京低噪聲寬帶頻率綜合器

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