CN202364201U - 一种低相噪高速频率合成装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种低相噪高速频率合成装置，包括参考源电路，关键在于：所述参考源电路经过功率分配器分别与DDS频率发生器电路和小数分频锁相环电路连接，DDS频率发生器电路的输出端连接到射频输出电路的射频输入端；小数分频锁相环电路的输出端连接到射频输出电路的本振输入端；射频输出电路的输出端输出所需射频信号。本使用新型合理采用了直接体制频率合成、锁相频率合成的复合体制，有效发挥了各种频率合成方式的优势，并将他们有效结合，在较宽的频率范围内，在保证一定的杂散电平控制指标的前提下，同时实现了极低相位噪声和高速频率切换功能，同时，由于设计方案合理，调试简单，易于实现工程化生产。

Description

一种低相噪高速频率合成装置
技术领域
本实用新型涉及一种频率合成装置。 
背景技术
目前，常用的频率合成技术主要有三种，分别为直接频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)。直接频率合成方案复杂、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一般，频率步进也不能做的太小，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，频率切换时间较长。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。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种低杂散、低相位噪声和高速频率切换的低相噪高速频率合成装置。 
为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种低相噪高速频率合成装置，包括参考源电路，其特征在于：所述参考源电路经过功率分配器分别与DDS频率发生器电路和小数分频锁相环电路连接，DDS频率发生器电路的输出端连接到射频输出电路的射频输入端；小数分频锁相环电路的输出端连接到射频输出电路的本振输入端；射频输出电路的输出端输出所需射频信号。 
所述参考源电路包括由高稳晶振产生参考信号，经第一电阻衰减器进行衰减、第一低通滤波器滤波和第一低噪声放大器放大后提供合适功率参考信号到功率分配器U4。 
所述DDS频率发生器电路包括倍频电路，倍频电路之后依次连接有带通滤波器、第二低噪声放大器、DDS频率合成器、带通滤波器和第二电阻衰减器。 
所述小数分频锁相环电路包括小数分频鉴相器，小数分频鉴相器的压控输出端依次连接环路滤波器、压控振荡器、电阻分路器，第三低噪声放大器、第三电阻衰减器、第二低通滤波器，电阻分路器的第二输出端口连接到第二电阻衰减器的输入端；第二电阻衰减器的输出端连接到小数分频鉴相器的反馈输入端。 
所述射频输出电路包括混频器，混频器的中频输出端连接到第一单刀N 掷开关的输入端；第一单刀N掷开关的输出端连接到带通滤波器组的输入端； 
带通滤波器组输出端连接到第二单刀N掷开关的输入端；第二单刀N掷开关的输出端依次连接第四低噪声放大器和第三电阻衰减器。
本装置中，高稳晶振输出的信号作为整个系统的参考信号，经过滤波、放大以后连接到功率分配器上，功率分配器输出分别连接到DDS频率发生器电路和小数分频锁相环电路，小数分频锁相环电路为一个闭环的锁相环路，其输出信号经过放大、滤波以后连接到混频器的本振输入端，DDS频率发生器电路的参考源经过倍频、滤波、放大以后连接到DDS合成器中，其输出信号经过滤波、衰减处理后连接到混频器的射频输入端，混频器中频输出信号经过开关滤波器组滤波处理以后连接到放大滤波电路，放大滤波电路的输出即为整个电路的输出。 
本使用新型合理采用了直接体制频率合成、锁相频率合成的复合体制，有效发挥了各种频率合成方式的优势，并将他们有效结合，在较宽的频率范围内，在保证一定的杂散电平控制指标的前提下，同时实现了极低相位噪声和高速频率切换功能，同时，由于设计方案合理，调试简单，易于实现工程化生产。 
附图说明
图1为本实用新型的原理框图； 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。 
如图1所示，一种低相噪高速频率合成装置，它包括参考源电路、DDS频率发生器电路、小数分频锁相环电路、射频输出电路。 
由高稳晶振U1产生参考信号，第一电阻衰减器U2A进行衰减、第一低通滤波器U2B滤波和第一低噪声放大器U3放大后提供合适功率参考信号到功率分配器U4，为后面电路提供低相噪高稳定参考信号。 
功率分配器U4第一路输出连接到DDS频率发生器电路中的倍频电路U5的输入端；倍频电路U5之后依次连接有带通滤波器U6、第二低噪声放大器U7、DDS频率合成器U8、带通滤波器U9和第二电阻衰减器U10。 
功率分配器U4第二路输出连接至小数分频鉴相器U11的参考输入端，小数分频鉴相器U11的压控输出端依次连接环路滤波器U12、压控振荡器U13、电阻分路器U14，第三低噪声放大器U16、第三电阻衰减器U17A、第二低通滤波器U17B，电阻分路器U14的第二输出端口连接到第二电阻衰减器U15的输入端；第二电阻衰减器U15的输出端连接到小数 分频鉴相器U11的反馈输入端。 
射频输出电路中混频器U18的射频输入端连接到电阻衰减器U10的输出端；混频器U18的本振输入端连接低通滤波器U17B的输出端，混频器U18的中频输出端连接到第一单刀N掷开关U19的输入端；第一单刀N掷开关U19的输出端连接到带通滤波器组U20的输入端；带通滤波器组输出端连接到第二单刀N掷开关U21的输入端；第二单刀N掷开关U21的输出端依次连接第四低噪声放大器U22和第三电阻衰减器U23，第三电阻衰减器U23的输出端即为频率合成器的输出端。 
整个电路控制部分采用高性能现场可编程逻辑阵列，加上良好的电磁兼容性设计，使产品在偏离载频1KHz处的相位噪声测试指标典型值达到-122dBc/Hz，频率切换时间小于80us，杂散电平也达到了-76dBc以上，均达到了预期技术要求。 

Claims (5)

1.一种低相噪高速频率合成装置，包括参考源电路，其特征在于：所述参考源电路经过功率分配器分别与DDS频率发生器电路和小数分频锁相环电路连接，DDS频率发生器电路的输出端连接到射频输出电路的射频输入端；小数分频锁相环电路的输出端连接到射频输出电路的本振输入端；射频输出电路的输出端输出所需射频信号。
2.如权利要求1所述的低相噪高速频率合成装置，其特征在于：所述参考源电路包括由高稳晶振产生参考信号，经第一电阻衰减器进行衰减、第一低通滤波器滤波和第一低噪声放大器放大后提供功率参考信号到功率分配器U4。
3.如权利要求1所述的低相噪高速频率合成装置，其特征在于：所述DDS频率发生器电路包括倍频电路，倍频电路之后依次连接有带通滤波器、第二低噪声放大器、DDS频率合成器、带通滤波器和第二电阻衰减器。
4.如权利要求1所述的低相噪高速频率合成装置，其特征在于：所述小数分频锁相环电路包括小数分频鉴相器，小数分频鉴相器的压控输出端依次连接环路滤波器、压控振荡器、电阻分路器，第三低噪声放大器、第三电阻衰减器、第二低通滤波器，电阻分路器的第二输出端口连接到第二电阻衰减器的输入端；第二电阻衰减器的输出端连接到小数分频鉴相器的反馈输入端。
5.如权利要求1所述的低相噪高速频率合成装置，其特征在于：所述射频输出电路包括混频器，混频器的中频输出端连接到第一单刀N掷开关的输入端；第一单刀N掷开关的输出端连接到带通滤波器组的输入端；带通滤波器组输出端连接到第二单刀N掷开关的输入端；第二单刀N掷开关的输出端依次连接第四低噪声放大器和第三电阻衰减器。
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