超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路及方法，包括：鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路和N2次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路分別與混頻反饋鑒相環(huán)路連接；鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻率分辨率的鎖相環(huán)路參考信號(hào)，N2次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)的N2次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)；鑒相器產(chǎn)生的相位誤差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)調(diào)節(jié)壓控振蕩器直到環(huán)路鎖定。本發(fā)明有益效果：本發(fā)明的高頻窄帶合成源，可以得到頻率≥1GHz，帶寬100MHz以內(nèi)的任意合成源，且頻率分辨率達(dá)0.1mHz，可以獲得超低的相噪指標(biāo)，兼顧遠(yuǎn)近端噪聲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及高頻窄帶合成源設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種超低相噪和超高頻率分 辨率的高頻窄帶合成源電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)階段的各種高頻窄帶合成源設(shè)計(jì)中，對(duì)合成源的帶寬，頻段種類(lèi)要求越來(lái)越多， 同時(shí)對(duì)高頻窄帶合成源的相位噪聲、頻率分辨率、雜散、諧波、體積和成本提出了更高的要 求。
[0003] 目前的高頻窄帶合成源設(shè)計(jì)中，主要通過(guò)兩種方案獲得：
[0004] 第一種方案為選用高指標(biāo)的基準(zhǔn)頻點(diǎn)（通常為IOOMHz)，將倍頻信號(hào)和DDS直接數(shù) 字合成技術(shù)得到的信號(hào)通過(guò)混頻的方式獲得。DDS直接數(shù)字合成技術(shù)輸出頻率相對(duì)帶寬較 寬，理論為輸入頻率的50%，實(shí)際輸出仍能達(dá)到40%，同時(shí)頻率切換時(shí)間短，頻率分辨率極 高，可W很容易滿足IOOMHz W內(nèi)帶寬，0.1 mHz分辨率的窄帶合成源設(shè)計(jì)需求。但是由于DDS 采用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，不可避免的引入了雜散，其中主要來(lái)源有=個(gè):相位累加器相位舍位誤差 造成的雜散、幅度量化誤差造成的雜散和DA巧自理想特性造成的雜散，且當(dāng)輸出頻率帶寬過(guò) 寬時(shí)，使用濾波器也無(wú)法濾除，會(huì)嚴(yán)重惡化輸出信號(hào);采用倍頻的方式獲得的信號(hào)，其遠(yuǎn)近 端相噪均會(huì)惡化；因此，運(yùn)種方法很難獲得良好的譜信號(hào)表現(xiàn)。同時(shí)，頻率越高且?guī)捲綄挘?用于DDS濾波的寬帶濾波器成本越高，會(huì)增加電路成本。
[0005] 第二種方案為選用高指標(biāo)的基準(zhǔn)頻點(diǎn)（通常為IOOMHz)和一個(gè)窄帶VC0,通過(guò)單環(huán) 鎖相的方式獲得。鎖相環(huán)電路主要由鑒相器(PD)、環(huán)路濾波器(LPF)、壓控振蕩器(VCO)和計(jì) 數(shù)分頻器(N)組成。電路設(shè)計(jì)中首先將VCO的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)分頻，輸入到鑒相器。鑒相器 中同時(shí)輸入基準(zhǔn)信號(hào)，鑒相器輸出與兩種信號(hào)相位差成正比的誤差信號(hào)。LP問(wèn)尋PD輸出的相 位誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并送至VCO的輸入端調(diào)節(jié)VCO的輸出頻率，當(dāng)計(jì)數(shù)分頻器的信 號(hào)與參考信號(hào)相同時(shí)，環(huán)路鎖定。運(yùn)種方法獲得的合成源，其輸出頻率近端(環(huán)路帶寬內(nèi)）相 位噪聲由參考決定，遠(yuǎn)端(環(huán)路帶寬外）相位噪聲由VCO自身決定，根據(jù)相位噪聲惡化公式， 其相噪W201gN的關(guān)系惡化，因此，對(duì)于高頻段合成源，使用運(yùn)種方法很難獲得理想的相噪 指標(biāo)，同時(shí)受限于計(jì)數(shù)分頻器N的最小分頻比，在高頻信號(hào)下，很難達(dá)到較高的頻率分辨率。
[0006] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)主要有W下=方面的不足：
[0007] 第一：使用整數(shù)倍頻加DDS直接數(shù)字合成技術(shù)混頻的方案，輸出信號(hào)雜散指標(biāo)過(guò) 高，嚴(yán)重影響高頻輸出信號(hào)譜表現(xiàn)。
[000引第二:使用單環(huán)鎖相方案，無(wú)法獲得0.1 mHz的超高頻率分辨率。
[0009] 第兩種方案均無(wú)法獲得近端(環(huán)路帶寬內(nèi)）良好的相位噪聲指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合 成源電路及方法，能夠得到輸出頻率> IG化，帶寬《IOOMHz，頻率分辨率可精確到0.1 mHz的 高頻窄帶合成源，當(dāng)輸出頻率為3G化時(shí)，其相位噪聲指標(biāo)達(dá)-128地c@10曲Z。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0012] -種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，包括:鎖相環(huán)路參考信 號(hào)產(chǎn)生電路和化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路分別與混頻反饋鑒相環(huán)路連接；
[0013] 所述鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻率分辨率的鎖相環(huán)路參考信號(hào)，所 述化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)；
[0014] 所述混頻反饋鑒相環(huán)路包括壓控振蕩器，基準(zhǔn)信號(hào)的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)與所述 壓控振蕩器的反饋信號(hào)混頻后獲得鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)，所述鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)與經(jīng)過(guò) 化整數(shù)分頻后的鎖相環(huán)路參考信號(hào)進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生的相位誤差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)調(diào)節(jié)壓控振 蕩器直到環(huán)路鎖定。
[0015] 進(jìn)一步地，所述鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路將基準(zhǔn)信號(hào)分成兩路，其中一路將基 準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)四倍頻后進(jìn)行數(shù)字分頻產(chǎn)生信號(hào)Fdds,另外一路經(jīng)過(guò)化次整數(shù)倍頻后得到信號(hào) Fn,所述信號(hào)Fdds和信號(hào)Fn進(jìn)行混頻獲得鎖相環(huán)路參考信號(hào)Fr。
[0016] 進(jìn)一步地，所述鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路包括：
[0017]功分器、四倍頻器、DDS、第一放大濾波器、第二放大濾波器、化倍頻器和第一混頻 器;所述功分器的輸出端分別與四倍頻器和化倍頻器連接，所述四倍頻器依次串聯(lián)DDS和第 一放大濾波器后，與第一混頻器的一個(gè)輸入端連接;所述化倍頻器串聯(lián)第二放大濾波器后， 與第一混頻器的另外一個(gè)輸入端連接。
[0018] 進(jìn)一步地，所述化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路采用多次整數(shù)倍頻方式獲得所需要的化 次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)。
[0019] 進(jìn)一步地，所述化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路采用多次混頻的方式獲得所需要的化次 整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)。
[0020] 進(jìn)一步地，所述化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路采用多次整數(shù)倍頻方式和多次混頻方式 相結(jié)合的方式獲得所需要的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)。
[0021 ]進(jìn)一步地，所述混頻反饋鑒相環(huán)路包括：
[0022] 計(jì)數(shù)分頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、振蕩器、功分器、第=放大濾波器、第四放大濾 波器、第二混頻器和第五放大濾波器；
[0023] 所述鑒相器的輸入端分別與計(jì)數(shù)分頻器和第五放大濾波器連接，所述鑒相器依次 串聯(lián)環(huán)路濾波器、振蕩器和功分器后分成兩路，其中一路經(jīng)過(guò)第=放大濾波器輸出最終的 高頻窄帶合成源信號(hào)；另外一路依次串聯(lián)第四放大濾波器、第二混頻器和第五放大濾波器； 所述第二混頻器的另外一個(gè)輸入端與化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述計(jì)數(shù)分 頻器的輸入端與鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出端連接。
[0024] -種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路的實(shí)現(xiàn)方法，包括：
[0025] 參考信號(hào)分成兩路，其中一路用于產(chǎn)生鎖相環(huán)路參考信號(hào)，另外一路用于產(chǎn)生參 考信號(hào)的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)；
[0026] 參考信號(hào)的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)與壓控振蕩器的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻后產(chǎn)生鎖相 環(huán)路的反饋信號(hào)，所述鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)與經(jīng)過(guò)分頻后的鎖相環(huán)路參考信號(hào)進(jìn)行鑒相， 產(chǎn)生的相位誤差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸出直到環(huán)路鎖定。
[0027] 進(jìn)一步地，將參考信號(hào)分成兩路，其中一路將參考信號(hào)經(jīng)過(guò)四倍頻后進(jìn)行數(shù)字分 頻產(chǎn)生信號(hào)Fdds，另外一路經(jīng)過(guò)化次整數(shù)倍頻后得到信號(hào)Fn，所述信號(hào)Fdds和信號(hào)Fn進(jìn)行混頻 獲得鎖相環(huán)路參考信號(hào)Fr。
[0028] 進(jìn)一步地，參考信號(hào)通過(guò)多次整數(shù)倍頻方式或者多次混頻的方式或者多次整數(shù)倍 頻和多次混頻相結(jié)合的方式獲得所需要的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)。
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：
[0030] (1)本發(fā)明的高頻窄帶合成源，可W得到頻率> IGHz，帶寬IOOMHz W內(nèi)的任意合成 源，且頻率分辨率達(dá)0.1 mHz，可W獲得超低的相噪指標(biāo)，兼顧遠(yuǎn)近端噪聲。
[0031] (2)本發(fā)明在獲得高質(zhì)量窄帶合成源的基礎(chǔ)上，極大限度的節(jié)約了電路成本，同時(shí) 方案的通用性極高。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 其中，1.第一功分器，2.第二功分器，3.化倍頻器，4.第一放大濾波電路，5.四倍頻 器，6. DDS數(shù)字合成電路，7.第二放大濾波電路，8.第一混頻器，9.計(jì)數(shù)分頻器，10.化次整數(shù) 倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路，11.鑒相器，12.環(huán)路濾波器，13.壓控振蕩器，14.第=功分器，15.第=放 大濾波電路，16.第四放大濾波電路，17.第二混頻器，18.第五放大濾波電路。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0035] -種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，如圖1所示，包括:鎖相 環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路、化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10、混頻反饋鑒相環(huán)路；
[0036] 鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路和化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10分別與混頻反饋鑒相 環(huán)路連接；
[0037] 鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻率分辨率的鎖相環(huán)路參考信號(hào)，化次整 數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10用于產(chǎn)生IOOMHz基準(zhǔn)信號(hào)的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)；
[0038] 混頻反饋鑒相環(huán)路包括壓控振蕩器13,基準(zhǔn)信號(hào)的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)與壓控振 蕩器13的反饋信號(hào)混頻后獲得鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)，鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)與經(jīng)過(guò)化整數(shù)分 頻后的鎖相環(huán)路參考信號(hào)進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生的相位誤差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)調(diào)節(jié)壓控振蕩器13直 到環(huán)路鎖定。
[0039] 鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路包括：功分器、四倍頻器5、DDS(Direct Digital Synthesizer,直接數(shù)字式頻率合成器)數(shù)字合成電路、第一放大濾波器、第二放大濾波器、 Ni倍頻器3和第一混頻器8;功分器的輸出端分別與四倍頻器5和化倍頻器3連接，四倍頻器5 依次串聯(lián)DDS數(shù)字合成電路6和第一放大濾波器后，與第一混頻器8的一個(gè)輸入端連接;化倍 頻器3串聯(lián)第二放大濾波器后，與第一混頻器8的另外一個(gè)輸入端連接。
[0040] 鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路將參考信號(hào)分成兩路，其中一路將參考信號(hào)經(jīng)過(guò)四倍 頻后進(jìn)行數(shù)字分頻產(chǎn)生信號(hào)Fdds,另外一路經(jīng)過(guò)化次整數(shù)倍頻后得到信號(hào)Fn,信號(hào)Fdds和信號(hào) Fn進(jìn)行混頻獲得鎖相環(huán)路參考信號(hào)Fr。
[0041] 化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10主要可W通過(guò)=種方式獲得：
[0042] 一、直接倍頻的方式，通過(guò)Nx、化、化多次整數(shù)倍頻后，產(chǎn)生需要的點(diǎn)頻信號(hào)Fm,建議 倍頻次數(shù)控制在5級(jí)W內(nèi)。
[0043] 二、通過(guò)多次混頻獲得需要的點(diǎn)頻信號(hào)Fm。
[0044] =、采用普通的單環(huán)鎖相方案，直接頻率合成。
[0045] 但是因?yàn)樽罱K輸出信號(hào)Fo近端的相位噪聲主要由信號(hào)Fm決定，采用方式=鎖相環(huán) 的話，F(xiàn)m因鎖相環(huán)中的數(shù)字噪聲導(dǎo)致Fm不會(huì)得到超低的帶內(nèi)相位噪聲指標(biāo)。而采用方案一倍 頻方式，信號(hào)相位噪聲指標(biāo)會(huì)按照201g化進(jìn)行惡化;而混頻方式是兩輸入信號(hào)的功率譜密 度之和，相對(duì)而言采用方式二混頻方案可W獲得最好的相位噪聲指標(biāo)。綜上所述，"IOOMHz 的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10"在實(shí)際使用中，優(yōu)先選用方案二混頻方式，其次可W考慮方 案一倍頻方式，因?yàn)檫x用方式=并不會(huì)得到良好的帶內(nèi)指標(biāo)，所W本方案禁止使用方式=。 而在實(shí)際電路應(yīng)用中，通常采取混頻和倍頻結(jié)合的方式得到需要的Fm信號(hào)。
[0046] 混頻反饋鑒相環(huán)路包括:計(jì)數(shù)分頻器9、鑒相器11、環(huán)路濾波器12、振蕩器、功分器、 第=放大濾波器15、第四放大濾波器16、第二混頻器17和第五放大濾波器18;
[0047] 鑒相器11的輸入端分別與計(jì)數(shù)分頻器9和第五放大濾波器18連接，鑒相器11依次 串聯(lián)環(huán)路濾波器12、振蕩器和功分器后分成兩路，其中一路經(jīng)過(guò)第=放大濾波器15輸出最 終的高頻窄帶合成源信號(hào)；另外一路依次串聯(lián)第四放大濾波器16、第二混頻器17和第五放 大濾波器18;第二混頻器17的另外一個(gè)輸入端與化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10的輸出端連 接，計(jì)數(shù)分頻器9的輸入端與鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出端連接。
[004引本發(fā)明選取基準(zhǔn)信號(hào)為IOOM化，在高指標(biāo)的基準(zhǔn)頻點(diǎn)IOOMHz的基礎(chǔ)上，通過(guò)兩功 分器將基準(zhǔn)信號(hào)分為S路，第一路經(jīng)過(guò)四倍頻后送數(shù)字合成電路進(jìn)行數(shù)字分頻產(chǎn)生Fdds,第 二路參考信號(hào)經(jīng)過(guò)化次整數(shù)倍頻后與Fdds混頻獲得Fr。第=路參考信號(hào)通過(guò)"IOOMHz的化次 整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10"產(chǎn)生Fm與VCO(壓控振蕩器13)的反饋信號(hào)混頻獲得鎖相環(huán)路的反 饋信號(hào)Fb,參考信號(hào)Fr經(jīng)過(guò)化整數(shù)分頻后，送到鑒相器11與反饋信號(hào)Fb鑒相，產(chǎn)生的相位誤 差通過(guò)環(huán)路濾波器12轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)調(diào)節(jié)VCO直到環(huán)路鎖定。該方案通過(guò)引入DDS數(shù)字合成 電路6，使輸出信號(hào)分辨率達(dá)0.1 mHz，將DDS數(shù)字合成電路6輸出信號(hào)帶寬控制在25MHz W內(nèi)， 通過(guò)添加多級(jí)濾波器，可W很好的濾除輸出信號(hào)近端的雜散。通過(guò)采用"IOOMHz的化次整數(shù) 倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10"與VCO的反饋信號(hào)進(jìn)行混頻的方法，運(yùn)樣Fo近端噪聲主要由混頻信號(hào)Fm 決定，消除了單環(huán)鎖相中環(huán)路帶寬內(nèi)201gN的相噪惡化，獲得極低的帶內(nèi)相噪指標(biāo)，同時(shí)采 用鎖相環(huán)方案濾除遠(yuǎn)端(帶外）的雜散信號(hào)(包括DDS數(shù)字合成電路6產(chǎn)生的雜散信號(hào)），獲得 良好的帶外譜純度。
[0049] 本發(fā)明電路的具體工作原理如下：
[0050] 基準(zhǔn)頻率IOOM化信號(hào)首先經(jīng)過(guò)第一功分器1和第二功分器2后，產(chǎn)生S路參考信 號(hào)，第一路IOOMHz信號(hào)經(jīng)過(guò)四倍頻器5產(chǎn)生400MHz信號(hào)，經(jīng)過(guò)DDS數(shù)字合成電路6直接數(shù)字分 頻后，產(chǎn)生IlOMHz左右，25MHz帶寬的信號(hào)Fdds,通過(guò)第二放大濾波電路7濾除其帶外雜散信 號(hào)。第二路IOOMHz信號(hào)經(jīng)過(guò)化次整數(shù)倍頻、第一放大濾波電路4后，與Fdds信號(hào)混頻，獲得Fr, Fr頻率分辨率達(dá)0.1 mHz,經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)分頻器9進(jìn)行化整數(shù)分頻后，送到鑒相器11與反饋信號(hào)Fb 鑒相;第S路IOOMHz信號(hào)送到"IOOMHz的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10"，產(chǎn)生化X IOOMHz的信 號(hào)Fm,與VCO的反饋信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)Fb,反饋信號(hào)Fb《100MHz，送到 鑒相器11參與鑒相;鑒相器11產(chǎn)生的相位誤差通過(guò)環(huán)路濾波器12轉(zhuǎn)換為調(diào)諧電壓調(diào)節(jié)VC0， 最終VCO的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)第S放大濾波器15得到最終的高頻窄帶合成源信號(hào)。環(huán)路鎖定后， 輸出信號(hào)滿足公式(I)。
[0051 ]
(〇
[0052] 另外，IOOMHz參考信號(hào)經(jīng)過(guò)四倍頻、DDS數(shù)字分頻后，產(chǎn)生的Fdds信號(hào)近端噪聲會(huì)得 到一定的惡化，而經(jīng)過(guò)混頻器得到的環(huán)路參考信號(hào)Fr經(jīng)過(guò)化整數(shù)分頻后直接參與環(huán)路鑒相， 因此必須保障Fr的相位噪聲指標(biāo)由IOOMHz的化次倍頻信號(hào)決定，運(yùn)樣才能保證經(jīng)過(guò)化整數(shù) 分頻后相對(duì)于IOOM化參考信號(hào)，鑒相信號(hào)的相噪不會(huì)產(chǎn)生明顯惡化。即化的具體數(shù)值應(yīng)滿 足公式(2)。
[0053] Nio〇MHz+201g化《Ndds (2)
[0054] 在公式(2)中，Ni(X)MHz為基準(zhǔn)信號(hào)IOOMHz的相位噪聲，Ndds為DDS的近端相位噪聲，在 實(shí)際使用中可W通過(guò)DDS數(shù)據(jù)手冊(cè)得到。
[0055] (1)本發(fā)明混頻反饋鑒相環(huán)路，帶寬1 OOMHz W內(nèi)，頻率分辨率0 . ImHz。該環(huán)路通過(guò) IOOMHz的化次倍頻與孤S信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)化整數(shù)分頻后作為參考信號(hào)，VCO的 反饋信號(hào)與IOOMHz的化次整數(shù)倍信號(hào)進(jìn)行混頻得到環(huán)路反饋信號(hào)，通過(guò)鑒相，環(huán)路濾波，電 壓調(diào)諧，最終獲得低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源。
[0056] (2)本發(fā)明IOOMHz的化次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路10,通過(guò)兩種不同的方案，根據(jù)實(shí)際 情況的不同，選用最簡(jiǎn)單的方案，最終獲得需要的信號(hào)Fm與VCO的反饋信號(hào)進(jìn)行混頻，消除 鎖相環(huán)內(nèi)因分頻帶來(lái)的帶內(nèi)相噪惡化，實(shí)現(xiàn)超低的帶內(nèi)相噪指標(biāo)。
[0057] (3)本發(fā)明鎖相環(huán)路參考信號(hào)Fr產(chǎn)生電路，通過(guò)分析DDS與基準(zhǔn)信號(hào)化次倍頻信號(hào) 的近端相位噪聲指標(biāo)，保障最終的輸出信號(hào)Fo的帶內(nèi)相位噪聲指標(biāo)不會(huì)因引入DDS而帶來(lái) 惡化。通過(guò)引入DDS混頻使得最終的輸出信號(hào)Fo獲得0.1恤Z的超高頻率分辨率。
[0058] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍W內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，其特征是，包括:鎖相環(huán)路 參考信號(hào)產(chǎn)生電路和N 2次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路分別與混頻反饋鑒相環(huán)路連接； 所述鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高頻率分辨率的鎖相環(huán)路參考信號(hào)，所述N2 次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)的他次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)； 所述混頻反饋鑒相環(huán)路包括壓控振蕩器，基準(zhǔn)信號(hào)的犯次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)與所述壓控 振蕩器的反饋信號(hào)混頻后獲得鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)，所述鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)與經(jīng)過(guò)N3整 數(shù)分頻后的鎖相環(huán)路參考信號(hào)進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生的相位誤差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)調(diào)節(jié)壓控振蕩器 直到環(huán)路鎖定。2. 如權(quán)利要求1所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，其特 征是，所述鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路將基準(zhǔn)信號(hào)分成兩路，其中一路將基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)四 倍頻后進(jìn)行數(shù)字分頻產(chǎn)生信號(hào)Fdds，另外一路經(jīng)過(guò)見(jiàn)次整數(shù)倍頻后得到信號(hào)Fn，所述信號(hào)Fdds 和?目號(hào)Fn進(jìn)行混頻獲得鎖相環(huán)路參考彳目號(hào)Fr。3. 如權(quán)利要求1所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，其特 征是，所述鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路包括： 功分器、四倍頻器、DDS、第一放大濾波器、第二放大濾波器、他倍頻器和第一混頻器;所 述功分器的輸出端分別與四倍頻器和他倍頻器連接，所述四倍頻器依次串聯(lián)DDS和第一放 大濾波器后，與第一混頻器的一個(gè)輸入端連接;所述他倍頻器串聯(lián)第二放大濾波器后，與第 一混頻器的另外一個(gè)輸入端連接。4. 如權(quán)利要求1所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，其特 征是，所述N2次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路采用多次整數(shù)倍頻方式獲得所需要的N 2次整數(shù)倍點(diǎn)頻 信號(hào)。5. 如權(quán)利要求1所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，其特 征是，所述犯次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路采用多次混頻的方式獲得所需要的犯次整數(shù)倍點(diǎn)頻信 號(hào)。6. 如權(quán)利要求1所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，其特 征是，所述N2次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路采用多次整數(shù)倍頻方式和多次混頻方式相結(jié)合的方式 獲得所需要的N 2次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)。7. 如權(quán)利要求1所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路，其特 征是，所述混頻反饋鑒相環(huán)路包括： 計(jì)數(shù)分頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、振蕩器、功分器、第三放大濾波器、第四放大濾波器、 第二混頻器和第五放大濾波器； 所述鑒相器的輸入端分別與計(jì)數(shù)分頻器和第五放大濾波器連接，所述鑒相器依次串聯(lián) 環(huán)路濾波器、振蕩器和功分器后分成兩路，其中一路經(jīng)過(guò)第三放大濾波器輸出最終的高頻 窄帶合成源信號(hào)；另外一路依次串聯(lián)第四放大濾波器、第二混頻器和第五放大濾波器;所述 第二混頻器的另外一個(gè)輸入端與犯次整數(shù)倍點(diǎn)頻產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述計(jì)數(shù)分頻器 的輸入端與鎖相環(huán)路參考信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出端連接。8. -種如權(quán)利要求1所述的超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路的實(shí)現(xiàn) 方法，其特征是，包括： 基準(zhǔn)信號(hào)分成兩路，其中一路用于產(chǎn)生鎖相環(huán)路參考信號(hào)，另外一路用于產(chǎn)生基準(zhǔn)信 號(hào)的N2次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)； 基準(zhǔn)信號(hào)的犯次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)與壓控振蕩器的反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻后產(chǎn)生鎖相環(huán)路的 反饋信號(hào)，所述鎖相環(huán)路的反饋信號(hào)與經(jīng)過(guò)分頻后的鎖相環(huán)路參考信號(hào)進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生的 相位誤差轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸出直到環(huán)路鎖定。9. 如權(quán)利要求8所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路的實(shí)現(xiàn) 方法，其特征是，將基準(zhǔn)信號(hào)分成兩路，其中一路將基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)四倍頻后進(jìn)行數(shù)字分頻產(chǎn) 生信號(hào)F DDS，另外一路經(jīng)過(guò)見(jiàn)次整數(shù)倍頻后得到信號(hào)Fn，所述信號(hào)FDDS和信號(hào)Fn進(jìn)行混頻獲得 鎖相環(huán)路參考信號(hào)Fr。10. 如權(quán)利要求8所述的一種超低相噪和超高頻率分辨率的高頻窄帶合成源電路的實(shí) 現(xiàn)方法，其特征是，基準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)多次整數(shù)倍頻方式或者多次混頻的方式或者多次整數(shù)倍 頻和多次混頻相結(jié)合的方式獲得所需要的N 2次整數(shù)倍點(diǎn)頻信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H03L7/18GK105978562SQ201610319585
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】王李飛
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所