CN212695979U - 一种宽带多点捷变频率源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了频率源领域的一种宽带多点捷变频率源，包括晶振、单片机与至少一个锁相环；每个锁相环的输出端一一对应分别连接有第一滤波器，其输入端共同连接所述单片机，所述晶振依次连接第一功分器与第二功分器，所述第二功分器的输出端与每个锁相环的输入端相连，所述第一滤波器的输出端共同连接到单刀多掷开关；所述锁相环的输出端还共同连接有选择器，所述选择器依次连接译码器及开关驱动电路，所述开关驱动电路连接所述单刀多掷开关的驱动端。本实用新型采用高稳定度晶振作为频率基准，并通过数字控制技术来控制模拟锁相电路，完成指定频率的产生，再通过高隔离、高速微波开关来实现各频率源间的高速切换。

Description

一种宽带多点捷变频率源

技术领域

本实用新型涉及频率源领域，具体是一种宽带多点捷变频率源。

背景技术

随着现代战争电子系统地位的与日俱升，现代雷达、通信、制导武器和电子对抗等系统对频率源提出了越来越高的要求。尤其是扩通信和脉冲多普勒雷达的出现，要求频率源既要有良好的相位噪声和杂散抑制，又要有比较快的频率转换时间。第一代直接模拟频率源的变频时间很短，但是频率步进很难做小，而且不容易实现小型化；第三代直接数字频率源的变频时间短，但是由于数模转换器的限制，工作频率不高。第二代间接频率合成源的技术最为成熟，应用最广，具有良好的相位噪声和杂散抑制，但是基于锁相环的原理，锁相环频率转换时间较长，很难实现真正意义上的捷变频。因此找寻一种既不恶化相位噪声、杂散抑制，又有较快的频率转换时间的方法很有意义。

基于锁相环的捷变频频率源，由于整个系统是一个闭环系统，其锁定时间不可能做到很小，一般在100μs以上。现在的锁相环芯片中大量应用的是VCO直流电压预置技术，变环路带宽和鉴频鉴相法，这两种技术已经在现在的锁相环芯片中大量应用，但对捷变时间的改善并不太大，仍然在μs级的范围。本发明另避蹊径，避开锁相环本身的局限性，通过运用微波开关的切换速度来实现频率源的捷变时间达到ns级。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种宽带多点捷变频率源，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种宽带多点捷变频率源，包括晶振、单片机与至少一个锁相环；每个锁相环的输出端一一对应分别连接有第一滤波器，其输入端共同连接所述单片机，所述晶振依次连接第一功分器与第二功分器，所述第二功分器的输出端与每个锁相环的输入端相连，所述第一滤波器的输出端共同连接到单刀多掷开关；所述锁相环的输出端还共同连接有选择器，所述选择器依次连接译码器及开关驱动电路，所述开关驱动电路连接所述单刀多掷开关的驱动端。

作为本实用新型的改进方案，所述单刀多掷开关与每个第一滤波器之间均一一对应分别连接有单刀单掷开关，所述开关驱动电路与所述单刀单掷开关的驱动端连接。

作为本实用新型的改进方案，所述单刀多掷开关输出端依次连接有第二滤波器、衰减器以及放大器。

作为本实用新型的改进方案，所述锁相环数量为4-5个，单刀单掷开关与第一滤波器的数量与锁相环数量对应一致。

有益效果：本实用新型采用高稳定度晶振作为频率基准，通过功分器对参考信号功分，保证了多路输出，通过选择器对锁相环进行锁定检测，完成指定频率的产生，再通过高隔离、高速微波开关来实现各频率源间的高速切换，有利于实现频率源的捷变时间提高到ns级。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型晶振、第一功分器、第二功分器的连接电路图；

图3为本实用新型单个锁相环的电路结构图；

图4为本实用新型滤波器、单刀单掷开关与单刀多掷开关的连接电路图；

图5为本实用新型第二滤波器、衰减器与放大器的连接电路图；

图6为本实用新型选择器的电路结构图；

图7为本实用新型开关驱动电路的电路结构图；

图8为本实用新型译码器的电路结构图。

图中：1-晶振；2-第一功分器；3-第二功分器；4-锁相环；5-第一滤波器；6-单刀单掷开关；7-单刀多掷开关；8-第二滤波器；9-衰减器；10-放大器；11-单片机；12-选择器；13-译码器；14-开关驱动电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种宽带多点捷变频率源，包括晶振1，晶振1依次连接第一功分器2与第二功分器3，第二功分器3的输出端与至少一个锁相环4的输入端相连，每个锁相环4的输出端分别连接有第一滤波器5，每个第一滤波器5共同连接到单刀多掷开关7；每个锁相环4的输入端还共同连接有单片机11，输出端还依次共同连接有选择器12、译码器13及开关驱动电路14，开关驱动电路14连接单刀多掷开关7的驱动端。

其中，单刀多掷开关7与每个第一滤波器5之间均连接有单刀单掷开关6，开关驱动电路14与单刀单掷开关6的驱动端连接。单刀多掷开关7的输出端依次连接有第二滤波器8、衰减器9以及放大器10。

其中，晶振1为表贴微型封装温补晶体振荡器，用于提供稳定的参考信号；第一功分器2与第二功分器3均为表贴LTCC功分器，用于将输入信号功分成两路以上的信号输出。本实施方式中，第一功分器2、第二功分器3与晶振1配合，保证了只需要一路晶振1作为参考源即可实现多个参考信号的输出。

锁相环4是集成鉴相器、压控振荡器和分频器的频率合成器，用于利用功分器输出的信号控制环路内部的振荡信号的频率和相位；第一滤波器5与第二滤波器8是表贴LTCC滤波器，均用于滤除不需要的信号；单刀单掷开关6与单刀多掷开关7是PIN管开关，主要用于控制信号的快速通断，使跳帧速度能够达到ns级；衰减器9是宽带GaAs衰减器，用于对信号进行匹配衰减，放大器10是宽带GaAs放大器，用于对信号进行功率放大。

其中，锁相环4数量优选为4-5个，单刀单掷开关6与第一滤波器5的数量与锁相环4数量对应一致。

本实施方式中，锁相环3的数量为4个，由单片机11进行控制，单片机11用于写入数据到锁相环3的寄存器，控制锁相环3的输出信号。选择器12对应锁相环3的数量设为四选一器，只需要一个端口就可以选择其中一个锁相环3的锁定指示输出；译码器13设为2-4译码器，将外部2路控制信号转换为4路控制信号。外部控制信号通过四选一器对其中一路的锁相环3选择，进行锁定检测，同时通过2-4译码器及开关驱动电路14驱动该支路的锁相环对应的单刀单掷开关6、单刀多掷开关7选通，开关驱动电路14的作用是增强控制信号的驱动电流。

如图2-3所示，晶振1型号可选为TCLS2-100M000-A I010A，第一功分器2与第二功分器3型号可选为QCV 151+，锁相环3型号可选为ADF5355，第二功分器包括功分器模块U10、U17，功分器模块U10的4脚、6脚以及功分器模块的4脚、6脚分别连接4个锁相环的REFINA端口。

如图4所示，锁相环3的RFOUTB端口连接滤波器，滤波器5型号可选为LFCN-123+，滤波器5输出端连接单刀单掷开关，单刀单掷开关型号可选为MA4SW110。4个单刀单掷开关的输出端连接单刀多掷开关，单刀多掷开关的型号可选为MASW-004103-1365，其2、4、4、5管脚分别与4个单刀单掷开关的输出连接，1管脚连接第二滤波器8。

如图5-8所示，第二滤波器8型号可选为HFCN-103+，衰减器9型号可为TGL4201-02，放大器10型号可为AMMC-5620，四选一器型号可为DG2034DN-T1-E4，2-4译码器型号可为SN74LVC1G139DC，开关驱动电路可采用型号为BHD-2P4-P35的驱动模块。

本实用新型通过开关网络保证了每个支路的高隔离度，确保了杂散抑制指标，再加上锁相环的特性，保证了较低的相位噪声，由于每个支路独立工作，可以实现宽带输出频率跳变，频率切换速度快，速度可达ns级。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种宽带多点捷变频率源，包括晶振(1)、单片机(11)与至少一个锁相环(4)；每个锁相环(4)的输出端一一对应分别连接有第一滤波器(5)，其输入端共同连接所述单片机(11)，其特征在于，所述晶振(1)依次连接第一功分器(2)与第二功分器(3)，所述第二功分器(3)的输出端与每个锁相环(4)的输入端相连，所述第一滤波器(5)的输出端共同连接到单刀多掷开关(7)；所述锁相环(4)的输出端还共同连接有选择器(12)，所述选择器(12)依次连接译码器(13)及开关驱动电路(14)，所述开关驱动电路(14)连接所述单刀多掷开关(7)的驱动端。

2.根据权利要求1所述的一种宽带多点捷变频率源，其特征在于，所述单刀多掷开关(7)与每个第一滤波器(5)之间均一一对应分别连接有单刀单掷开关(6)，所述开关驱动电路(14)与所述单刀单掷开关(6)的驱动端连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种宽带多点捷变频率源，其特征在于，所述单刀多掷开关(7)的输出端依次连接有第二滤波器(8)、衰减器(9)以及放大器(10)。

4.根据权利要求3所述的一种宽带多点捷变频率源，其特征在于，所述锁相环(4)数量为4-5个，单刀单掷开关(6)与第一滤波器(5)的数量与锁相环(4)数量对应一致。

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