CN105429632A

CN105429632A - 小型集成化的微波本振信号发生器

Info

Publication number: CN105429632A
Application number: CN201410473494.5A
Authority: CN
Inventors: 陶云岐; 陶志军
Original assignee: CHANGSHU RONGXING CHEMICAL TEXTILE Co Ltd
Current assignee: JIANGSU HENGYUNTAI INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD.
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: CN105429632B; CN108933595A

Abstract

一种小型集成化的微波本振信号发生器，属于通信技术领域。包括晶振、LC带通滤波器、第一放大器、集成有压控振荡器的锁相环芯片、环路滤波器、第二放大器以及低温共烧陶瓷滤波器，所述的晶振接至LC带通滤波器的输入端，所述的LC带通滤波器的输出端接第一放大器的输入端，所述的第一放大器的输出端与锁相环芯片的输入端连接，所述的锁相环芯片的输出端连接第二放大器的输入端，所述的第二放大器的输出端连接低温共烧陶瓷滤波器的输入端，所述的低温共烧陶瓷滤波器的输出端向外输出本振信号，所述的环路滤波器与锁相环芯片进行双向连接。优点：很好地抑制了相位噪声，减小了印刷电路板的尺寸，系统可靠性增强，一致性有了提高。

Description

小型集成化的微波本振信号发生器

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种小型集成化的微波本振信号发生器。

背景技术

在通信系统中，本振信号有着变换频率的基本功能，可以说是通信系统中不可缺少的关键环节之一。本振信号由本振电路产生，在本振电路中加有锁相环电路，从而保证了极高的稳定度。本振频率的稳定性非常重要，否则会产生本振频率漂移，造成无法收视的后果。锁相环电路是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，简称锁相环，它的被控制量是相位，被控对象是压控振荡器。锁相环的特点是利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，以此实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，因此锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环技术在信号处理和数字系统中有着广泛的应用，如频率调制、频率锁定、时钟同步、频率合成等。一般情况下，锁相环由三个基本单元构成：鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。鉴相器是一个相位比较器，基准参考频率和压控振荡器输出的取样频率在其内部进行相位比较，输出误差电压；环路滤波器是将鉴相器输出的误差电压进行滤波，滤除电流中的干扰和高频成分，以保证环路所要求的性能，提高系统的稳定性；压控振荡器，受环路滤波器输出的直流电压控制，所述直流电压把压控振荡器的输出频率拉向环路输入的基准参考频率，当两者频率相等且相位差为常数时，环路被锁定。目前常见的本振信号发生器，大多数采用了锁相环芯片、环路滤波器和压控振荡器相结合的结构，锁相环芯片、环路滤波器、压控振荡器等各个部件需要独立供电，所占印刷电路板（PCB）的体积较大，其相对应的调试过程和调试步骤也比较复杂。

鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型集成化的微波本振信号发生器，其各个组成部分高度集成，所用印刷电路板体积较小，且调试简单。

本发明的目的是这样来达到的，一种小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于:包括晶振、LC带通滤波器、第一放大器、集成有压控振荡器的锁相环芯片、环路滤波器、第二放大器以及低温共烧陶瓷滤波器，所述的晶振接至LC带通滤波器的输入端，所述的LC带通滤波器的输出端接第一放大器的输入端，所述的第一放大器的输出端与锁相环芯片的输入端连接，所述的锁相环芯片的输出端连接第二放大器的输入端，所述的第二放大器的输出端连接低温共烧陶瓷滤波器的输入端，所述的低温共烧陶瓷滤波器的输出端向外输出本振信号，所述的环路滤波器与锁相环芯片进行双向连接。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的晶振的振荡频率为10MHz。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的LC带通滤波器的带通工作频点为晶振的振荡频率的三次谐波频率30MHz。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的LC带通滤波器包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1以及第二电感L2，所述的第一电容C1的一端作为LC带通滤波器的输入端与所述的晶振连接，第一电容C1的另一端与第一电感L1的一端、第四电容C4的一端以及第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第二电感L2的一端、第五电容C5的一端以及第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端作为LC带通滤波器的输出端与所述的第一放大器连接，第一电感L1的另一端、第四电容C4的另一端、第二电感L2的另一端以及第五电容C5的另一端共同接地。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的第一放大器包括晶体管放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第三电感L3，第一电阻R1的一端与第三电感L3的一端以及第八电容C8的一端连接，成为第一放大器的输入端与LC带通滤波器连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端以及晶体管放大器U1的2脚连接，晶体管放大器U1的1脚与第三电阻R3的一端以及第六电容C6的一端连接，晶体管放大器U1的3脚与第三电感L3的另一端、第八电容C8的另一端以及第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端成为放大器的输出端与锁相环芯片连接，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端和第六电容C6的另一端共同接地。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的第一放大器和第二放大器为相同的放大器。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的环路滤波器包括第四电阻R4和第九电容C9、第十电容C10以及第十一电容C11，所述的第四电阻R4的一端与第十一电容C11的一端连接，第四电阻R4的另一端与第九电容C9的一端以及第十电容C10的一端连接，第九电容C9的另一端、第十电容C10的另一端以及第十一电容C11的另一端共同接地，第四电阻R4的一端作为滤波器的输入端与锁相环芯片连接，第十一电容C11的一端作为滤波器的输出端与锁相环芯片连接。

本发明由于采用了上述结构，在锁相环芯片中集成压控振荡器，可以很好地抑制相位噪声，而且在减少外围元件的同时，也减小了印刷电路板的尺寸大小，并进一步提高了电路可靠性，可以更好地满足系统的性能要求；另外，所述的锁相环芯片产生的信号，经第二放大器放大后利用低温共烧陶瓷滤波器进行滤波，该技术利用谐波作为基准参考频率信号，也可以降低相位噪声，低噪声的整数分频则可进一步获得优良的相位噪声；集成有压控振荡器的锁相环芯片和低温共烧陶瓷滤波器的配合使用，提高了系统的集成度并缩小了系统的整体体积，也简化了系统的调试，使得系统可靠性增强，一致性更好。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明所述的LC带通滤波器的一实施例电原理图。

图3为本发明所述的第一放大器的一实施例电原理图。

图4为本发明所述的环路滤波器的一实施例电原理图。

具体实施方式

申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图1，一种小型集成化的微波本振信号发生器，包括晶振、LC带通滤波器、第一放大器、内部集成有压控振荡器的锁相环芯片、环路滤波器、第二放大器以及低温共烧陶瓷滤波器。在本实施例中，所述的晶振的振荡频率为10MHz，所述的锁相环芯片采用LTC6946。所述的晶振接至LC带通滤波器的输入端，所述的LC带通滤波器的输出端接第一放大器的输入端，所述的第一放大器的输出端与锁相环芯片的输入端连接，所述的锁相环芯片的输出端连接第二放大器的输入端，所述的第二放大器的输出端连接低温共烧陶瓷滤波器的输入端，所述的低温共烧陶瓷滤波器的输出端向外输出本振信号，所述的环路滤波器与锁相环芯片进行双向连接。

请参阅图2，所述的LC带通滤波器包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1以及第二电感L2。所述的第一电容C1的一端作为LC带通滤波器的输入端与所述的晶振连接，第一电容C1的另一端与第一电感L1的一端、第四电容C4的一端以及第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第二电感L2的一端、第五电容C5的一端以及第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端作为LC带通滤波器的输出端与所述的第一放大器连接，第一电感L1的另一端、第四电容C4的另一端、第二电感L2的另一端以及第五电容C5的另一端共同接地。所述的LC带通滤波器的带通工作频点为晶振的振荡频率的三次谐波频率30MHz，它对晶振固有产生的10MHz以及其他谐波具有一定的抑制作用。

请参阅图3，所述的第一放大器包括晶体管放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第三电感L3，在本实施例中，所述的晶体管放大器U1采用NE68819，其固有工作频率可到2GHz。所述的第一放大器对LC带通滤波器输出的30MHz的频率信号进行谐波放大。具体地，第一电阻R1和第二电阻R2分压后为晶体管放大器U1提供基极偏置电压；第三电阻R3和第六电容C6为晶体管放大器U1提供射极偏置电压，构成一个反馈回路；第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第六电容C6为晶体管放大器U1构成一个静态工作点，第三电感L3直接连接在供电电源上，为晶体管放大器U1馈电，同时还和第八电容C8构成一个谐振选频电路，使晶体管放大器U1在30MHz的频率附近的放大增益最高，第七电容C7是输出耦合电容，将经过晶体管放大器U1放大后的30MHz的频率信号耦合到下一级电路，此处的下一级电路为锁相环芯片。

请参阅图4，所述的环路滤波器包括第四电阻R4和第九电容C9、第十电容C10以及第十一电容C11，所述的第四电阻R4的一端与第十一电容C11的一端连接，第四电阻R4的另一端与第九电容C9的一端以及第十电容C10的一端连接，第九电容C9的另一端、第十电容C10的另一端以及第十一电容C11的另一端共同接地，第四电阻R4的一端作为滤波器的输入端，第十一电容C11的一端作为滤波器的输出端，环路滤波器通过所述的输入端、输出端实现与锁相环芯片的双向连接。第四电阻R4的值由环路带宽、充电泵泵流、增益因子等决定，第九电容C9、第十电容C10以及第十一电容C11的值由环路带宽以及第四电阻R4的值共同决定，第十一电容C11的值约为第九电容C9和第十电容C10组合起来的值的12倍。所述的环路滤波器为锁相环芯片提供一个稳定的外部调谐电压。所述的锁相环芯片产生的信号经第二放大器放大后利用低温共烧陶瓷滤波器进行滤波，该技术利用谐波作为基准参考频率信号，可以降低相位噪声，低噪声的整数分频则可进一步获得优良的相位噪声。这样，集成有压控振荡器的锁相环芯片和低温共烧陶瓷滤波器的配合使用，提高了系统的集成度并缩小了系统的整体体积，也简化了系统的调试，使得系统可靠性增强，一致性更好。

Claims

1.一种小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于:包括晶振、LC带通滤波器、第一放大器、集成有压控振荡器的锁相环芯片、环路滤波器、第二放大器以及低温共烧陶瓷滤波器，所述的晶振接至LC带通滤波器的输入端，所述的LC带通滤波器的输出端接第一放大器的输入端，所述的第一放大器的输出端与锁相环芯片的输入端连接，所述的锁相环芯片的输出端连接第二放大器的输入端，所述的第二放大器的输出端连接低温共烧陶瓷滤波器的输入端，所述的低温共烧陶瓷滤波器的输出端向外输出本振信号，所述的环路滤波器与锁相环芯片进行双向连接。

2.根据权利要求1所述的小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于所述的晶振的振荡频率为10MHz。

3.根据权利要求1所述的小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于所述的LC带通滤波器的带通工作频点为晶振的振荡频率的三次谐波频率30MHz。

4.根据权利要求1所述的小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于所述的LC带通滤波器包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1以及第二电感L2，所述的第一电容C1的一端作为LC带通滤波器的输入端与所述的晶振连接，第一电容C1的另一端与第一电感L1的一端、第四电容C4的一端以及第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第二电感L2的一端、第五电容C5的一端以及第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端作为LC带通滤波器的输出端与所述的第一放大器连接，第一电感L1的另一端、第四电容C4的另一端、第二电感L2的另一端以及第五电容C5的另一端共同接地。

5.根据权利要求1所述的小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于所述的第一放大器包括晶体管放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8以及第三电感L3，第一电阻R1的一端与第三电感L3的一端以及第八电容C8的一端连接，成为第一放大器的输入端与LC带通滤波器连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端以及晶体管放大器U1的2脚连接，晶体管放大器U1的1脚与第三电阻R3的一端以及第六电容C6的一端连接，晶体管放大器U1的3脚与第三电感L3的另一端、第八电容C8的另一端以及第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端成为放大器的输出端与锁相环芯片连接，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端和第六电容C6的另一端共同接地。

6.根据权利要求1所述的小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于所述的第一放大器和第二放大器为相同的放大器。

7.根据权利要求1所述的小型集成化的微波本振信号发生器，其特征在于所述的环路滤波器包括第四电阻R4和第九电容C9、第十电容C10以及第十一电容C11，所述的第四电阻R4的一端与第十一电容C11的一端连接，第四电阻R4的另一端与第九电容C9的一端以及第十电容C10的一端连接，第九电容C9的另一端、第十电容C10的另一端以及第十一电容C11的另一端共同接地，第四电阻R4的一端作为滤波器的输入端与锁相环芯片连接，第十一电容C11的一端作为滤波器的输出端与锁相环芯片连接。