CN208386518U - X波段小步进低相噪频率源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种X波段小步进低相噪频率源，包括单片机、预锁定环、主锁相环路以及DDS回路，其中主锁相环路的输出经功分器分为三路输出，第一路为射频输出，第二路作为预锁定环的反馈输入，第三路进入混频器与DDS回路的倍频输出进行混频，混频器输出的中频信号作为主锁相环路的反馈输入信号，单片机的输出分别连接主锁相环路和预锁定环的分频控制输入端。本实用新型运用双环结构的DDS与PLL环内混频方案，通过增加一个预锁定环，进一步缩短跳频时间间隔。具有相噪低、快速跳频、频率步进小、杂散抑制好等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于射频技术领域，具体涉及一种X波段小步进低相噪频率源。
背景技术
随着现代通信技术的不断发展，频率源作为通信系统中的关键部件，拥有着巨大的发展前景。像4G通信、物联网、雷达、卫星通信等各方面的发展都需要一个性能优异的频率合成器提供信号源，这对频率源的频带范围、相噪、杂散、极小步进、频率稳定度、跳频时间提出了更高的要求。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种相噪低、快速跳频、频率步进小、杂散抑制好的X波段小步进低相噪频率源。
为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种X波段小步进低相噪频率源，包括单片机、预锁定环、主锁相环路以及DDS回路，其中主锁相环路的输出经功分器分为三路输出，第一路为射频输出，第二路作为预锁定环的反馈输入 ，第三路进入混频器与DDS回路的倍频输出进行混频，混频器输出的中频信号作为主锁相环路的反馈输入信号，单片机的输出分别连接主锁相环路和预锁定环的分频控制输入端。
进一步的，所述主锁相环路包括鉴相器PD、环路滤波器LF、N分频器NDIV、R分频器RDIV、压控振荡器VCO和开关，鉴相器PD的输入端分别连接N分频器NDIV和R分频器RDIV的输出端，R分频器RDIV的输入端连接参考100M晶振，N分频器NDIV的输入端连接混频器输出端，鉴相器PD的输出端依次连接开关、环路滤波器LF和压控振荡器VCO，参考100M晶振经R分频器RDIV分频后的信号与经混频器输出的中频信号经N分频器NDIV分频的信号由鉴相器PD进行鉴相，然后输出至环路滤波器LF滤波，再经压控振荡器VCO输出稳定信号。
进一步的，所述预锁定环包括鉴相器PD、环路滤波器LF、N分频器NDIV、R分频器RDIV，其中鉴相器PD的输入端分别连接N分频器NDIV和R分频器RDIV的输出端，R分频器RDIV的输入端连接参考10M晶振，N分频器NDIV的输入端连接功分器的第二路输出，鉴相器PD的输出端连接环路滤波器LF输入端，环路滤波器输出端连接主锁相环路的开关输入端，所述预锁定环为主锁相环路提供压控振荡器VCO预置电压。
进一步的，所述DDS回路包括DDS模块以及倍频X2, DDS模块的输出经倍频X2倍频后输出信号至混频器。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本实用新型利用DDS技术的频率高分辨率、低相位噪声、小步进、快速跳频的特点，与PLL技术的输出频率范围大、杂散抑制好、稳定度高等特点，运用双环结构的DDS与PLL环内混频方案，通过增加一个预锁定环，进一步缩短跳频时间间隔。压控振荡器VCO输出频率与DDS模块的倍频输出进行混频从而得到主锁相环路的反馈频率，减小了分频比，使系统可以继承DDS模块较低的相位噪声，同时具备DDS小频率步进。滤波器对压控振荡器VCO输出进行了有效的杂散抑制。具有相噪低、快速跳频、频率步进小、杂散抑制好等特点。
附图说明
图1是本实用新型原理图。
具体实施方式
下面结合附图对实用新型做进一步详细描述：
本实用新型是一种X波段小步进低相噪频率源，运用双环结构的DDS与PLL环内混频方案。通过增加一个预锁定环，进一步缩短跳频时间间隔。
如图1所示，本实用新型包括单片机、预锁定环、主锁相环路以及DDS回路，其中主锁相环路的输出经功分器分为三路输出，第一路为射频输出，第二路作为预锁定环的反馈输入 ，第三路进入混频器与DDS回路的倍频输出进行混频，混频器输出的中频信号作为主锁相环路的反馈输入信号，单片机的输出分别连接主锁相环路和预锁定环的分频控制输入端。本实用新型运用DDS和PLL组合技术，利用DDS技术的频率高分辨率、低相位噪声、小步进、快速跳频的特点，与PLL技术的输出频率范围大、杂散抑制好、稳定度高等特点相结合，形成混合式频率源。
所述主锁相环路包括鉴相器PD、环路滤波器LF、N分频器NDIV、R分频器RDIV、压控振荡器VCO和开关，鉴相器PD的输入端分别连接N分频器NDIV和R分频器RDIV的输出端，R分频器RDIV的输入端连接参考100M晶振，N分频器NDIV的输入端连接混频器输出端，鉴相器PD的输出端依次连接开关、环路滤波器LF和压控振荡器VCO，参考100M晶振经R分频器RDIV分频后的信号与经混频器输出的中频信号经N分频器NDIV分频的信号由鉴相器PD进行鉴相，然后输出至环路滤波器LF滤波，再经压控振荡器VCO输出稳定信号。
所述预锁定环包括鉴相器PD、环路滤波器LF、N分频器NDIV、R分频器RDIV，其中鉴相器PD的输入端分别连接N分频器NDIV和R分频器RDIV的输出端，R分频器RDIV的输入端连接参考10M晶振，N分频器NDIV的输入端连接功分器的第二路输出，鉴相器PD的输出端连接环路滤波器LF输入端，环路滤波器输出端连接主锁相环路的开关输入端，所述预锁定环为主锁相环路提供压控振荡器VCO预置电压。
所述DDS回路包括DDS模块以及倍频X2, DDS模块的输出经倍频X2倍频后输出信号至混频器。
本实用新型中DDS模块构成的倍频部分主要实现整个频率源的低相噪、频率小步进、快速跳频功能。由10MHz晶振、鉴相器、分频器、环路滤波器组成的预锁定环给主锁相环路提供VCO预置电压，缩短环路调整时间，再次缩短跳频时间。
本实用新型中压控振荡器VCO的经功分器分为三路输出，第一路为射频输出，第二路作为预锁定环的反馈输入使预锁定环正常工作，第三路进入混频器，与DDS模块倍频输出进行混频，混频得出的中频信号作为主环路的反馈频率，经N分频后与参考晶振输出的100MHz频率R分频进入鉴相器，输出消除相位差电压，使主环路锁定并输出。最终基于DDS和PLL组成的频率源，实现了其频率步进优于100Hz、相噪优于-125dBc/Hz@10kHz、杂散抑制优于60dBc、跳频时间优于5uS的技术指标。
Claims (4)
1.一种X波段小步进低相噪频率源，其特征在于：包括单片机、预锁定环、主锁相环路以及DDS回路，其中主锁相环路的输出经功分器分为三路输出，第一路为射频输出，第二路作为预锁定环的反馈输入 ，第三路进入混频器与DDS回路的倍频输出进行混频，混频器输出的中频信号作为主锁相环路的反馈输入信号，单片机的输出分别连接主锁相环路和预锁定环的分频控制输入端。
2.根据权利要求1所述的X波段小步进低相噪频率源，其特征在于：所述主锁相环路包括鉴相器PD、环路滤波器LF、N分频器NDIV、R分频器RDIV、压控振荡器VCO和开关，鉴相器PD的输入端分别连接N分频器NDIV和R分频器RDIV的输出端，R分频器RDIV的输入端连接参考100M晶振，N分频器NDIV的输入端连接混频器输出端，鉴相器PD的输出端依次连接开关、环路滤波器LF和压控振荡器VCO，参考100M晶振经R分频器RDIV分频后的信号与经混频器输出的中频信号经N分频器NDIV分频的信号由鉴相器PD进行鉴相，然后输出至环路滤波器LF滤波，再经压控振荡器VCO输出稳定信号。
3.根据权利要求2所述的X波段小步进低相噪频率源，其特征在于：所述预锁定环包括鉴相器PD、环路滤波器LF、N分频器NDIV、R分频器RDIV，其中鉴相器PD的输入端分别连接N分频器NDIV和R分频器RDIV的输出端，R分频器RDIV的输入端连接参考10M晶振，N分频器NDIV的输入端连接功分器的第二路输出，鉴相器PD的输出端连接环路滤波器LF输入端，环路滤波器输出端连接主锁相环路的开关输入端，所述预锁定环为主锁相环路提供压控振荡器VCO预置电压。
4. 根据权利要求3所述的X波段小步进低相噪频率源，其特征在于：所述DDS回路包括DDS模块以及倍频X2, DDS模块的输出经倍频X2倍频后输出信号至混频器。
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