隨著微波通信技術(shù)的快速發(fā)展,對接收機的靈敏度要求越來越高,作為各類接收機的心臟,頻率源需要為其提供高性能的本振信號,它的相位噪聲指標(biāo)成為制約接收機性能的關(guān)鍵因素之一。為了改善頻率源的相噪,國內(nèi)外很多公司和科研機構(gòu)開展了很多這方面的研究,也提出了各種有效的方法。這些方法有的從構(gòu)成鎖相環(huán)的相位噪聲來源直接分析,更多的從實現(xiàn)方式來分析,包括新型直接合成、DDS和鎖相環(huán)芯片混合技術(shù)、自偏置、諧波混頻、新型多級自諧波混頻和級聯(lián)式偏置、混頻環(huán)等。頻綜模塊可產(chǎn)生高穩(wěn)定性、低噪聲的參考時鐘信號,用于驅(qū)動數(shù)字信號處理器、微處理器、時鐘芯片等組件。天津20GHz頻率綜合器
傳統(tǒng)上綜合器是為了在其工作頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生一個連續(xù)信號。其振幅在一定范圍內(nèi)隨頻率變化。然而,較新的設(shè)計帶來更多的如振幅均衡和控制功能。輸出電平可以采用開環(huán)控制(查表)或更復(fù)雜的閉環(huán)自動電平控制(ALC)方案來校準(zhǔn)和控制。此外,現(xiàn)在工業(yè)界需要更復(fù)雜的包括傳統(tǒng)的模擬調(diào)制(幅度、頻率、相位和脈沖)到復(fù)雜的矢量形式,如IQ調(diào)制的波形。這些調(diào)制功能連同振幅控制和諧波抑制現(xiàn)在不僅可以制作成笨重的測試和測量信號發(fā)生器,也可以制作成較小的模塊形式。主要性能特點(如相位噪聲、雜散和切換速度)正在逐步接近那些測試和測量信號發(fā)生器。天津20GHz頻率綜合器頻率綜合器可以將多個輸入信號經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗蠛铣蔀橐粋€輸出頻率信號。
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)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,相位噪聲沒有發(fā)生惡化。此外,通過在反饋路徑中用乘法器代替分頻器可以進一步減少PLL器件的殘余噪聲的影響。簡單的頻率偏移方案的主要缺點是頻率覆蓋范圍有限。對于一個固定的偏移頻率,擴大輸出頻率帶寬會導(dǎo)致混頻器輸出的中頻頻率升高。這就需要一個分頻系數(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,偏移信號頻率應(yīng)盡量靠近射頻輸出頻率。這可以通過使用寬帶偏移信號的多環(huán)路方案來實現(xiàn)(圖8)。
頻率綜合器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的重要組成部分,在通訊、雷達、電子對抗、遙控遙測和儀器儀表等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,尤其是在衛(wèi)星導(dǎo)航通信領(lǐng)域。在無線電子通信系統(tǒng)中,頻率綜合器是射頻收發(fā)系統(tǒng)的重要部件。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,電子系統(tǒng)的小型化已經(jīng)成為了一個必然的發(fā)展趨勢,而頻率綜合器的小型化是實現(xiàn)整個電子系統(tǒng)小型化的重要環(huán)節(jié)之一。為了實現(xiàn)頻率綜合器的小型化,同時能夠有較好的相位噪聲性能指標(biāo),從設(shè)計方案到電路實現(xiàn)都應(yīng)仔細考慮,以盡量減小體積。頻率綜合器具有很高的頻率穩(wěn)定性,即使在溫度變化、振蕩器老化或其他環(huán)境變化的情況,輸出頻率能保持穩(wěn)定。
雖然DDS工作頻點接近直流,但根據(jù)奈奎斯特原理,其比較高頻率只能到時鐘頻率的一半。雖然可以工作在高于奈奎斯特區(qū),但是性能下降非??臁A硪粋€嚴重的問題是由于DDS技術(shù)中固有的許多因素導(dǎo)致的較高雜散,例如數(shù)位截取、量化和DAC轉(zhuǎn)換誤差。DSS的形式可以是完全集成的芯片或可以使用單獨的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和DAC芯片來實現(xiàn)。后者可將數(shù)字部分限制在FPGA內(nèi)部,因此隔離了EMI引起的雜散。如今FPGA有足夠的能力來建立相當(dāng)復(fù)雜的多核相位累加器和索引表,由數(shù)位截取導(dǎo)致的雜散電平可忽略不計。結(jié)果主要的雜散源通常是由于DAC的非線性和量化噪聲引起的。頻率合成器是由一個或幾個高穩(wěn)定的參考頻率,產(chǎn)生出所需頻率的裝置。天津20GHz頻率綜合器
在計算機系統(tǒng)中,頻率綜合器可用于產(chǎn)生微處理器時鐘信號。天津20GHz頻率綜合器
頻率合成器作用是給微波掃頻信號提供一定分辨力的頻率參考信號,并對微波信號輸出頻率進行逐點鎖定,以得到高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度的掃頻輸出信號。輸出點頻信號和掃頻信號是微波合成掃源的基本功能。而點頻輸出又是掃頻輸出的基礎(chǔ)(掃頻信號的輸出可以利用點頻通過程序控制的方法實現(xiàn))。下面是點頻功能的實現(xiàn)算法。(1)用戶在前面板上設(shè)置需要設(shè)定的頻率f0。(2)判斷f0屬于哪個頻段,求出YTO的輸出頻率fYTO。并對YTO進行預(yù)置頻率。(3)根據(jù)fYTO和f0算出YTO鑒相器參考頻率,由此推出取樣環(huán)和小數(shù)分頻環(huán)的分頻系數(shù),并將分頻系數(shù)置人對應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存器。天津20GHz頻率綜合器
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