一種寬帶高速跳頻頻率合成器及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無線電通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種寬帶高速跳頻頻率合成器及 其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 寬帶高速跳頻頻率合成器的輸出頻率一般能夠達到幾百MHz到幾個GHz,而頻率 轉(zhuǎn)換時間在IOOysW內(nèi)。
[0003] 為了實現(xiàn)100yS頻率轉(zhuǎn)換時間，鑒相頻率要達到幾MHz或幾十MHz,但輸出頻率 間隔一般在25曲Z，為解決幾MHz或幾十MHz的鑒相頻率與25曲Z輸出頻率間隔的矛盾， 目前一般采用的技術(shù)方法有單環(huán)小數(shù)分頻、DDS(直接數(shù)字式頻率合成器，DirectDigital Synthesizer)驅(qū)動單一鎖相環(huán)或DDS內(nèi)插鎖相環(huán)，較早的還有多環(huán)混頻鏈的方法。
[0004] 單環(huán)小數(shù)分頻線路簡單，可選用的帶有小數(shù)分頻的鎖相環(huán)忍片很多（如ADF4153、 ADF4157、LM2485等），在頻譜質(zhì)量要求不高的場合（如手機等）應(yīng)用較多，由于小數(shù)分頻存 在尾數(shù)調(diào)制，尤其當分頻系數(shù)（MOD)較大，小數(shù)分頻的位數(shù)較多時，雜散分布及其豐富，限 制了單環(huán)小數(shù)分頻在寬帶電臺等對頻譜質(zhì)量要求較高的場合應(yīng)用。 陽0化]DDS驅(qū)動單一鎖相環(huán)的方法同樣會產(chǎn)生較豐富的雜散，同時由于DDS器件的基底 噪聲指標不高，該倍頻環(huán)會將DDS輸出的噪聲W201ogN的倍數(shù)傳遞到本振輸出，造成本振 近端噪聲惡化。
[0006]DDS內(nèi)插鎖相環(huán)同樣會產(chǎn)生較豐富的雜散。多環(huán)混頻鏈的方法同樣需要小數(shù)分頻， 要實現(xiàn)100yS的頻率轉(zhuǎn)換時間，原則上每個環(huán)路都要實現(xiàn)100yS的頻率轉(zhuǎn)換時間，同時由 于線路復(fù)雜，應(yīng)用較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶高速跳頻頻率合成器及其工作方 法，既能夠?qū)崿F(xiàn)100yS的頻率轉(zhuǎn)換時間，又抑制了小數(shù)分頻和DDS的雜散，同時由于采用混 頻環(huán)，相位噪聲也沒有惡化。
[0008] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案予W實現(xiàn)。 陽009] 技術(shù)方案一：
[0010] 一種寬帶高速跳頻頻率合成器，所述頻率合成器包括：第一振蕩器、鎖相環(huán)電路、 有源環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、第一直接數(shù)字式頻率合成器、第一濾波器、第二直接數(shù)字式 頻率合成器、第二濾波器W及IQ調(diào)制器，其中，所述壓控振蕩器輸出的信號即為所述頻率 合成器輸出的本振頻率信號；鎖相環(huán)電路具有射頻輸入端、輸出端、參考頻率輸入端；
[0011] 所述第一振蕩器的輸出端分別與所述鎖相環(huán)電路的參考頻率輸入端、所述第一直 接數(shù)字式頻率合成器的輸入端、所述第二直接數(shù)字式頻率合成器的輸入端連接；
[0012] 所述鎖相環(huán)電路的輸出端與所述有源環(huán)路濾波器的輸入端連接，所述有源環(huán)路濾 波器的輸出端與所述壓控振蕩器的輸入端連接，所述壓控振蕩器的輸出端與所述IQ調(diào)制 器的本振頻率輸入端連接；
[0013] 所述第一直接數(shù)字式頻率合成器的輸出端與所述第一濾波器的輸入端連接，所述 第一濾波器的輸出端與所述IQ調(diào)制器的I路信號輸入端連接；
[0014] 所述第二直接數(shù)字式頻率合成器的輸出端與所述第二濾波器的輸入端連接，所述 第二濾波器的輸出端與所述IQ調(diào)制器的Q路信號輸入端連接；
[0015] 所述IQ調(diào)制器的輸出端與所述鎖相環(huán)電路的射頻輸入端連接。
[0016] 本發(fā)明技術(shù)方案一的特點和進一步的改進為：
[0017] (1)所述第一直接數(shù)字式頻率合成器的串行控制時鐘輸出信號作為所述第二直接 數(shù)字式頻率合成器的時鐘輸入信號；
[0018] 所述第一振蕩器，用于產(chǎn)生參考頻率信號；
[0019] 所述第一直接數(shù)字式頻率合成器，用于根據(jù)所述參考頻率信號產(chǎn)生第一頻率信 號，所述第二直接數(shù)字式頻率合成器，用于根據(jù)所述參考頻率信號產(chǎn)生第二頻率信號，所述 第一頻率信號和所述第二頻率信號的相位差為90度；
[0020] 所述第一濾波器，用于對所述第一頻率信號進行濾波，得到輸入所述IQ調(diào)制器的 I路輸入信號；所述第二濾波器，用于對所述第二頻率信號進行濾波，得到輸入所述IQ調(diào)制 器的Q路輸入信號；
[0021] 所述壓控振蕩器，用于輸出本振頻率信號；
[0022] 所述IQ調(diào)制器，用于根據(jù)所述I路輸入信號、所述Q路輸入信號和所述本振頻率 信號，產(chǎn)生輸入所述鎖相環(huán)電路的射頻輸入信號；
[0023] 所述鎖相環(huán)電路，用于根據(jù)所述參考頻率信號和所述射頻輸入信號，對所述射頻 輸入信號進行小數(shù)分頻，并輸出產(chǎn)生本振信號的控制電壓；
[0024] 所述有源環(huán)路濾波器，用于對所述鎖相環(huán)電路輸出的控制電壓進行濾波和放大， 從而控制所述壓控振蕩器輸出本振頻率信號。
[00巧](2)所述第一振蕩器為溫補晶體振蕩器。
[0026] (3)所述鎖相環(huán)電路采用單環(huán)小數(shù)分頻實現(xiàn)。
[0027] 技術(shù)方案二：
[0028] 一種寬帶高速跳頻頻率合成器的工作方法，所述工作方法應(yīng)用于如技術(shù)方案一所 述的頻率合成器，所述工作方法包括：
[00巧]第一振蕩器產(chǎn)生參考頻率信號；
[0030] 第一直接數(shù)字式頻率合成器根據(jù)所述參考頻率信號產(chǎn)生第一頻率信號，第二直接 數(shù)字式合成器根據(jù)所述參考頻率信號產(chǎn)生第二頻率信號，其中，所述第一直接數(shù)字式頻率 合成器的串行控制時鐘輸出信號作為所述第二直接數(shù)字式頻率合成器的時鐘輸入信號，所 述第一頻率信號和所述第二頻率信號的相位差為90度；
[0031] 對所述第一頻率信號進行濾波得到IQ調(diào)制器的I路輸入信號，對所述第二頻率信 號進行濾波得到所述IQ調(diào)制器的Q路輸入信號；
[0032] 獲取壓控振蕩器輸出的本振頻率信號，根據(jù)所述本振頻率信號、所述I路輸入信 號和所述Q路輸入信號，產(chǎn)生輸入鎖相環(huán)電路的射頻輸入信號；
[0033] 所述鎖相環(huán)電路根據(jù)所述參考頻率信號和所述射頻輸入信號，對所述射頻輸入信 號進行小數(shù)分頻，并輸出產(chǎn)生本振信號的控制電壓；
[0034] 對所述控制電壓進行濾波和放大，根據(jù)濾波和放大后的控制電壓控制壓控振蕩器 輸出本振頻率信號。
[0035] 本發(fā)明將單環(huán)小數(shù)分頻、混頻環(huán)、DDS和IQ調(diào)制器結(jié)合，既實現(xiàn)了 100yS的頻率 轉(zhuǎn)換時間，又抑制了小數(shù)分頻和DDS的雜散，同時由于采用混頻環(huán)，相位噪聲沒有惡化；且 本發(fā)明具有普遍適用性，可應(yīng)用于任意頻段頻率合成器，線路簡單，集成度高，易于調(diào)試；頻 率轉(zhuǎn)換時間短，相位噪聲和雜散指標高。
【附圖說明】
[0036] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)運些附圖獲得其他的附圖。
[0037] 圖1為本發(fā)明實施例提供一種寬帶高速跳頻頻率合成器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明實施例還提供了一種寬帶高速跳頻頻率合成器的工作方法的流程 不意圖；
[0039] 圖3為本發(fā)明實施例提供的采用DDS的輸出和本振輸出通過IQ調(diào)制器相混頻的 混頻環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0040] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0041] 本發(fā)明實施例提供一種寬帶高速跳頻頻率合成器，如圖1所示，所述頻率合成器 包括：第一振蕩器1、鎖相環(huán)電路2、有源環(huán)路濾波器3、壓控振蕩器4、第一直接數(shù)字式頻率 合成器5、第一濾波器6、第二直接數(shù)字式頻率合成器7、第二濾波器8W及IQ調(diào)制器9。