CN110868208B - 频率合成器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种频率合成器包括参考源电路、直接数字频率合成电路、混频滤波电路及锁相频率合成电路，所述参考源电路的第一输出端与直接数字频率合成电路相连，第二输出端与混频滤波电路相连，所述混频滤波电路的输出端与锁相频率合成电路相连；所述参考源电路用于输出参考信号至直接数字频率合成电路及混频滤波电路,所述混频滤波电路用于将参考源电路输出的参考信号及由直接频率数字合成电路输出的信号进行混频处理后输出至锁相频率合成电路，进而实现频率合成的功能。
Description
技术领域
本发明属于一种频率合成器，特别涉及一种具有高分辨率及高速的频率合成器。
背景技术
目前，通用的频率合成器主要有三种，分别为直接频率合成器、锁相频率合成器和直接数字频率合成(DDS)器，其中直接频率合成器方案复杂；合成器频率步进较大，杂散电平较难控制，但其相位噪声极佳、频率切换时间极短；锁相频率合成器相位噪声略差，频率步进不能作的太小，但其方案相对简单，杂散电平较易控制，频率切换时间受环路带宽影响大。直接数字频率合成器可以产生很小的频率步进，相位噪声较好，其杂散电平在一定频带内可以接受，但合成频段较低，杂散电平存在一定的随机性，不易发现和消除，频率切换时间较短。可以看出，无论单独采用哪一种频率合成技术，对于小频率步进频率合成器来说，极低相位噪声和高速频率切换两项指标都很难兼容。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种频率合成器，用于解决上述技术问题。
本发明所提供的一种频率合成器，包括参考源电路、直接数字频率合成电路、混频滤波电路及锁相频率合成电路，所述参考源电路的第一输出端与直接数字频率合成电路相连，第二输出端与混频滤波电路相连，所述混频滤波电路的输出端与锁相频率合成电路相连；所述参考源电路用于输出参考信号至直接数字频率合成电路及混频滤波电路,所述混频滤波电路用于将参考源电路输出的参考信号及由直接频率数字合成电路输出的信号进行混频处理后输出至锁相频率合成电路，进而实现频率合成的功能。
其中，所述参考源电路包括高稳晶振U1、放大器U2、带通滤波器U3、放大器U4、倍频器U5、带通滤波器U6和功分器U7，所述高稳晶振U1的输出端连接到放大器U2的输入端，所述放大器U2的输出端连接到带通滤波器U3的输入端，所述带通滤波器U3的输出端连接到放大器U4的输入端，所述放大器U4的输出端连接到倍频器U5的输入端，所述倍频器U5的输出端连接到带通滤波器U6的输入端，所述带通滤波器U6的输出连接到功分器U7的输入端。
其中，所述混频滤波电路包括混频器U9、滤波器U10和放大器U11，所述功分器U7的第二输出端连接到混频器U9的射频输入，所述直接频率数字合成电路的输出端连接到混频器U9的本振输入端，所述混频器U9的中频输出连接到滤波器U10的输入端，所述滤波器U10的输出端连接到放大器U11的输入端，所述放大器U11的输出端作为锁相环的输入参考。
其中，所述锁相频率合成电路包括整数分频鉴相器U12、环路滤波器U13、压控振荡器U14、反馈衰减器U15，所述放大器U11的输出端连接到整数分频鉴相器U12，所述整数分频鉴相器U12的输出端连接环路滤波器U13的输入端，所述环路滤波器U13的输出端连接到压控振荡器U14的压控输入端，所述压控振荡器U14的一路输出端连接到反馈衰减器U15的输入端，所述反馈衰减器U15的输出端连接到所述整数分频鉴相器U12的输入端以形成闭合回路，所述压控振荡器U14的另外一路输出端用于输出X波段射频信号。
上述频率合成器通过将所述参考源电路所输出的信号作为整个系统的参考信号，输出至直接数字频率合成电路及混频滤波电路,经过混频处理后输出至锁相频率合成电路，进而实现频率合成的功能。本发明中，所述锁相频率合成电路在实现频率变化时，仅通过直接数字频率合成电路的变化即可实现最终频率变化，又由于所述直接数字频率合成电路中频率的建立时间为纳秒级，因此能够使得频率建立时间达到最短，高速合成。
附图说明
图1是本发明的较佳实施方式的电路方框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1所示，其为本发明所述的一种频率合成器的较佳实施方式的电路方框图。所述频率合成器的较佳实施方式包括参考源电路1、直接数字频率合成电路2、混频滤波电路3、锁相频率合成电路4。所述参考源电路1的第一输出端与直接数字频率合成电路2相连，第二输出端与混频滤波电路3相连，所述混频滤波电路3的输出端与锁相频率合成电路4相连。所述参考源电路1用于输出参考信号至直接数字频率合成电路2及混频滤波电路3,所述混频滤波电路3用于将参考源电路1输出的参考信号及由直接频率数字合成电路2输出的信号进行混频处理后输出至锁相频率合成电路4，进而实现频率合成的功能。
本发明所述的频率合成器通过将所述参考源电路所输出的信号作为整个系统的参考信号，输出至直接数字频率合成电路及混频滤波电路,经过混频处理后输出至锁相频率合成电路，进而实现频率合成的功能。本实施方式中，所述锁相频率合成电路在实现频率变化时，仅通过直接数字频率合成电路的变化即可实现最终频率变化，又由于所述直接数字频率合成电路中频率的建立时间为ns级，因此能够使得频率建立时间达到最短。
具体的，所述参考源电路包括高稳晶振U1、放大器U2、带通滤波器U3、放大器U4、倍频器U5、带通滤波器U6和功分器U7。所述高稳晶振U1的输出端连接到放大器U2的输入端，所述放大器U2的输出端连接到带通滤波器U3的输入端，所述带通滤波器U3的输出端连接到放大器U4的输入端，所述放大器U4的输出端连接到倍频器U5的输入端，所述倍频器U5的输出端连接到带通滤波器U6的输入端，所述带通滤波器U6的输出连接到功分器U7的输入端。
所述功分器U7的第一输出端与直接数字频率合成电路的输入端相连。
所述混频滤波电路包括混频器U9、滤波器U10和放大器U11。所述功分器U7的第二输出端连接到混频器U9的射频输入，所述芯片U8的输出端连接到混频器U9的本振输入端。所述混频器U9的中频输出连接到滤波器U10的输入端，所述滤波器U10的输出端连接到放大器U11的输入端，所述放大器U11的输出端作为锁相环的输入参考。
所述锁相频率合成电路包括整数分频鉴相器U12、环路滤波器U13、压控振荡器U14、反馈衰减器U15。所述放大器U11的输出端连接到整数分频鉴相器U12，所述整数分频鉴相器U12的输出端连接环路滤波器U13的输入端，所述环路滤波器U13的输出端连接到压控振荡器U14的压控输入端，所述压控振荡器U14的一路输出端连接到反馈衰减器U15的输入端，所述反馈衰减器U15的输出端连接到所述整数分频鉴相器U12的输入端以形成闭合回路，所述压控振荡器U14的另外一路输出端用于输出X波段射频信号。
下面将对上述频率合成器的工作原理进行描述：
所述高稳晶振U1输出的信号作为整个系统的参考信号，经过放大器U2、带通滤波器U3、放大器U4、倍频器U5及带通滤波器U6放大、倍频和滤波以后连接到功分电路U7，所述功分电路U7的两输出端分别连接到直接数字频率合成电路，所述直接数字频率合成电路产生20MHz-30MHz的小步进信号后与所述功分电路U7的另外一路输出信号通过混频器U9进行混频,混频信号保持小步进低相噪特性，之后通过滤波器U10及放大器U11对混频输出信号进行滤波和放大，作为锁相频率合成电路的参考。所述锁相频率合成电路为一个闭环的锁相环路，其输出为参考的固定整数倍数。在实现频率变化时，仅通过直接数字频率合成电路的变化即可实现最终频率变化，所述直接数字频率合成电路的频率建立时间为ns级，因此能够使得频率建立时间达到最短。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。
应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种频率合成器，其特征在于：所述频率合成器包括参考源电路、直接数字频率合成电路、混频滤波电路及锁相频率合成电路，所述参考源电路的第一输出端与直接数字频率合成电路相连，第二输出端与混频滤波电路相连，所述混频滤波电路的输出端与锁相频率合成电路相连；所述参考源电路用于输出参考信号至直接数字频率合成电路及混频滤波电路,所述混频滤波电路用于将参考源电路输出的参考信号及由直接频率数字合成电路输出的信号进行混频处理后输出至锁相频率合成电路，进而实现频率合成的功能；
所述参考源电路包括高稳晶振U1、放大器U2、带通滤波器U3、放大器U4、倍频器U5、带通滤波器U6和功分器U7，所述高稳晶振U1的输出端连接到放大器U2的输入端，所述放大器U2的输出端连接到带通滤波器U3的输入端，所述带通滤波器U3的输出端连接到放大器U4的输入端，所述放大器U4的输出端连接到倍频器U5的输入端，所述倍频器U5的输出端连接到带通滤波器U6的输入端，所述带通滤波器U6的输出连接到功分器U7的输入端；
所述混频滤波电路包括混频器U9、滤波器U10和放大器U11，所述功分器U7的第二输出端连接到混频器U9的射频输入，所述直接频率数字合成电路的输出端连接到混频器U9的本振输入端，所述混频器U9的中频输出连接到滤波器U10的输入端，所述滤波器U10的输出端连接到放大器U11的输入端，所述放大器U11的输出端作为锁相环的输入参考；
所述直接数字频率合成电路产生20MHz-30MHz的小步进信号后与所述功分器U7的另外一路输出信号通过混频器U9进行混频,混频信号保持小步进低相噪特性，之后通过滤波器U10及放大器U11对混频输出信号进行滤波和放大，作为锁相频率合成电路的参考；
所述锁相频率合成电路包括整数分频鉴相器U12、环路滤波器U13、压控振荡器U14、反馈衰减器U15，所述放大器U11的输出端连接到整数分频鉴相器U12，所述整数分频鉴相器U12的输出端连接环路滤波器U13的输入端，所述环路滤波器U13的输出端连接到压控振荡器U14的压控输入端，所述压控振荡器U14的一路输出端连接到反馈衰减器U15的输入端，所述反馈衰减器U15的输出端连接到所述整数分频鉴相器U12的输入端以形成闭合回路，所述压控振荡器U14的另外一路输出端用于输出X波段射频信号；
所述锁相频率合成电路为一个闭环的锁相环路，其输出为参考的固定整数倍数。
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