CN221010095U - 一种l-s波段频率合成器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种L‑S波段频率合成器，涉及集成电路技术领域，解决采用目前的频率合成器不能同时具备杂散低和频率分辨率高的技术问题。包括内部参考和输入参考相参电路、第一滤波器、第一功分器、宽带集成VCO锁相环、第二滤波器、谐波发生器、第二功分器、直接数字频率合成器和混频器；第二滤波器的输出端输出第一点频信号，混频器的输出端输出第二点频信号。本申请能够抑制直接数字合成带来的高杂散，且后续间接式频率合成具备高频率分辨率，使得输出的第一点频信号和第二点频信号具备低杂散和高频率分辨率的特性。

Description

一种L-S波段频率合成器

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种L-S波段频率合成器。

背景技术

实现频率合成的装置称为频率合成器。频率合成器是一种振荡源，仅需几个高精度晶体振荡器作为频率标准，就能在某个频段内，按一定的频率间隔产生各种不同频率成分的振荡。振荡频率的准确度和稳定度取决于频率标准。

目前，频率合成器在电路实现上通常有三种方式：直接模拟式频率合成、直接数字式频率合成和间接式频率合成。但是采用目前的方式单独合成的频率合成器不能同时具备低杂散和高频率分辨率的特点。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种L-S波段频率合成器，旨在解决采用目前的频率合成器不能同时具备杂散低和频率分辨率高的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种L-S波段频率合成器，包括内部参考和输入参考相参电路、第一滤波器、第一功分器、宽带集成VCO锁相环、第二滤波器、谐波发生器、第二功分器、直接数字频率合成器和混频器；

所述内部参考和输入参考相参电路的输入端用于与外部参考源连接，所述内部参考和输入参考相参电路的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第一功分器的输入端连接；

所述第一功分器具有两个输出端，第一功分器的一个输出端与所述宽带集成VCO锁相环的输入端连接，所述宽带集成VCO锁相环的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端输出第一点频信号，第一功分器的另一个输出端与所述谐波发生器的输入端连接，所述谐波发生器的输出端与所述第二功分器的输入端连接；

所述第二功分器具有两个输出端，所述第二功分器的一个输出端输出本振信号与所述混频器的输入端连接，所述第二功分器的另一个输出端与所述直接数字频率合成器的输入端连接，所述直接数字频率合成器的输出端与所述混频器的输入端连接，所述混频器的输出端输出第二点频信号。

可选地，所述L-S波段频率合成器还包括第一输出电路，所述第二滤波器的输出端与所述第一输出电路连接并通过所述第一输出电路输出若干路第一点频信号。

可选地，所述第一输出电路包括第三功分器、第四功分器、第三滤波器、第四滤波器和第五滤波器；

所述第二滤波器的输出端与所述第三功分器的输入端连接，所述第三功分器具有两个输出端，所述第三功分器的一个输出端与所述第三滤波器的输入端连接，所述第三滤波器的输出端输出一路第一点频信号，所述第三功分器的另一个输出端与所述第四功分器的输入端连接，所述第四功分器具有两个输出端，所述第四功分器的一个输出端与所述第四滤波器的输入端连接，所述第四滤波器的输出端输出一路第一点频信号，所述第四功分器的另一输出端与所述第五滤波器的输入端连接，所述第五滤波器的输出端输出一路第一点频信号。

可选地，所述L-S波段频率合成器还包括第六滤波器，所述第六滤波器的输入端与所述第二功分器的输出端连接，所述第六滤波器的输出端与所述混频器的输入端连接。

可选地，所述L-S波段频率合成器还包括第二输出电路，所述混频器的输出端与所述第二输出电路连接并通过所述第二输出电路输出若干路第二点频信号。

可选地，所述第二输出电路包括第五功分器、第一放大器、第七滤波器、第六功分器、第二放大器、第八滤波器、第三放大器和第九滤波器；

所述混频器的输出端与所述第五功分器的输入端连接，所述第五功分器具有两个输出端，所述第五功分器的一个输出端与所述第一放大器的输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第七滤波器的输入端连接，所述第七滤波器的输出端输出一路第二点频信号；所述第五功分器的另一个输出端与所述第六功分器的输入端连接，所述第六功分器具有两个输出端，所述第六功分器的一个输出端与所述第二放大器的输入端连接，所述第二放大器的输出端与所述第八滤波器的输入端连接，所述第八滤波器的输出端输出一路第二点频信号，所述第六功分器的另一个输出端与所述第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端与所述第九滤波器的输入端连接，所述第九滤波器的输出端输出一路第二点频信号。

可选地，所述内部参考和输入参考相参电路包括数字锁相环和压控晶体振荡器。

可选地，所述第一滤波器采用LC低通滤波器。

可选地，所述宽带集成VCO锁相环采用LMX2572RHAT。

可选地，所述直接数字频率合成器采用GM4912。

本申请所能实现的有益效果：

本申请实施例提出的一种L-S波段频率合成器，包括内部参考和输入参考相参电路、第一滤波器、第一功分器、宽带集成VCO锁相环、第二滤波器、谐波发生器、第二功分器、直接数字频率合成器和混频器；内部参考和输入参考相参电路的输入端与外部参考源连接，内部参考和输入参考相参电路的输出端与第一滤波器的输入端连接，第一滤波器的输出端与第一功分器的输入端连接；第一功分器具有两个输出端，第一功分器的一个输出端与宽带集成VCO锁相环的输入端连接，宽带集成VCO锁相环的输出端与第二滤波器的输入端连接，第二滤波器的输出端输出第一点频信号，第一功分器的另一个输出端与谐波发生器的输入端连接，谐波发生器的输出端与第二功分器的输入端连接；第二功分器具有两个输出端，第二功分器的一个输出端输出本振信号与混频器的输入端连接，第二功分器的另一个输出端与直接数字频率合成器的输入端连接，直接数字频率合成器的输出端与混频器的输入端连接，混频器的输出端输出第二点频信号。因此，本申请通过内部参考和输入参考相参电路将外部参考源的信号与内部参考信号完成同相相参，提升频率分辨率，通过宽带集成VCO锁相环对参考信号频率进行微调，有效避免频率器输出边界杂散和小数杂散，同时通过将杂散卡在第一滤波器和第二滤波器带外，从而抑制直接数字合成带来的高杂散，减少对后续间接式频率合成带来影响，且后续间接式频率合成具备高频率分辨率，使得输出的第一点频信号和第二点频信号具备低杂散和高频率分辨率的特性。

附图说明

图1为本申请一种L-S波段频率合成器的结构示意图；

图2为本申请一种L-S波段频率合成器的第一输出电路的结构示意图；

图3为本申请一种L-S波段频率合成器的第二输出电路的结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

频率合成器的实现方式包括三种，分别为直接模拟频率合成技术、间接频率合成技术、直接数字频率合成技术。直接模拟频率合成技术是将基准信号通过倍频、分频、混频等方式产生一种或多种离散频率信号，优点是频率转换速度快，带宽较宽，相位噪声指标好。间接频率合成技术主要是锁相合成技术，是利用反馈原理将基准信号与输入信号进行比较，通过调节反馈回路中的相位和频率，使得输出信号与基准信号保持同步，优点是可实现较宽频率范围和较高的频率以及优良的杂散抑制。直接数字频率合成技术主要是从相位的角度进行频率合成，采用了数字采样存储技术，优点是频率转换速度快、频率分辨率高、相位噪声性能好。

但是，上述三种合成技术合成的频率合成器均具有一定的缺点，例如直接模拟频率合成器的缺点是电路结构复杂、功耗大、体积大、成本高。直接数字频率合成器缺点是实现频率较低和杂散抑制较差。间接式频率合成器的缺点是频率转换时间和频率分辨率较差。因此，采用目前的方式单独合成的频率合成器不能同时具备低杂散和高频率分辨率的特点。

为了提升输出信号的杂散抑制能力和频率分辨能力，本申请提出一种新的L-S波段频率合成器。

现对本申请实施例提供的L-S波段频率合成器进行说明。

参照图1，L-S波段频率合成器，包括内部参考和输入参考相参电路、第一滤波器、第一功分器、宽带集成VCO锁相环、第二滤波器、谐波发生器、第二功分器、直接数字频率合成器和混频器。

内部参考和输入参考相参电路的输入端用于与外部参考源连接，内部参考和输入参考相参电路的输出端与第一滤波器的输入端连接，第一滤波器的输出端与第一功分器的输入端连接。

第一功分器具有两个输出端，第一功分器的一个输出端与宽带集成VCO锁相环的输入端连接，宽带集成VCO锁相环的输出端与第二滤波器的输入端连接，第二滤波器的输出端输出第一点频信号，第一功分器的另一个输出端与谐波发生器的输入端连接，谐波发生器的输出端与第二功分器的输入端连接。

第二功分器具有两个输出端，第二功分器的一个输出端输出本振信号与混频器的输入端连接，第二功分器的另一个输出端与直接数字频率合成器的输入端连接，直接数字频率合成器的输出端与混频器的输入端连接，混频器的输出端输出第二点频信号。

在本实施例中，假设外部参考源的信号频率为10MHz，内部参考和输入参考相参电路的输出频率为100MHz。外部参考信号10MHz通过内部参考和输入参考相参电路将信号频率锁定至100MHz，完成内部和外部参考信号同相相参。第一滤波器滤除参考信号100MHz以外的杂波以及谐波信号，再通过第一功分器功分为两路，一路为宽带集成VCO锁相环提供参考合成S波段点频信号，再通过第二滤波器滤波后输出第一点频信号；另一路经过谐波发生器生成S波段点频信号和L波段点频信号，S波段点频信号为直接数字频率合成器提供参考并输出一段能够快速切换的输入信号，输入信号被输入至混频器，L波段作为本振信号输入混频器，输入信号与本振信号在混频器中进行混频，实现间接频率合成，最后混频器输出第二点频信号。

上述实施例中的L-S波段频率合成器，包括内部参考和输入参考相参电路、第一滤波器、第一功分器、宽带集成VCO锁相环、第二滤波器、谐波发生器、第二功分器、直接数字频率合成器和混频器；通过内部参考和输入参考相参电路将外部参考源的信号与内部参考信号完成同相相参，提升频率分辨率，通过宽带集成VCO锁相环对参考信号频率进行微调，有效避免频率器输出边界杂散和小数杂散，同时通过将杂散卡在第一滤波器和第二滤波器带外，从而抑制直接数字合成带来的高杂散，减少对后续间接式频率合成带来影响，使得输出的第一点频信号和第二点频信号具备低杂散和高频率分辨率的特性。

作为一种可选地实施方式，参照图2，L-S波段频率合成器还包括第一输出电路，第二滤波器的输出端与第一输出电路连接并通过第一输出电路输出若干路第一点频信号。

在本实施例中，通过第一输出电路输出若干路第一点频信号，可以实现若干个信号之间的切换。

作为一种可选地实施方式，参照图2，通过第一输出电路输出三路第一点频信号，具体地，第一输出电路包括第三功分器、第四功分器、第三滤波器、第四滤波器和第五滤波器。

第二滤波器的输出端与第三功分器的输入端连接，第三功分器具有两个输出端，第三功分器的一个输出端与第三滤波器的输入端连接，第三滤波器的输出端输出一路第一点频信号，第三功分器的另一个输出端与第四功分器的输入端连接，第四功分器具有两个输出端，第四功分器的一个输出端与第四滤波器的输入端连接，第四滤波器的输出端输出一路第一点频信号，第四功分器的另一输出端与第五滤波器的输入端连接，第五滤波器的输出端输出一路第一点频信号。

在本实施例中，通过第三功分器和第四功分器将信号功分为三路输出，且在每一路输出前分别通过第三滤波器、第四滤波器和第五滤波器进行滤波，能够再次优化输出的第一点频信号的杂散。

作为一种可选地实施方式，参照图1，L-S波段频率合成器还包括第六滤波器，第六滤波器的输入端与第二功分器的输出端连接，第六滤波器的输出端与混频器的输入端连接。

在本实施例中，通过设置第六滤波器，使得产生一个干净的本振信号，进一步降低信号的相位噪声恶化程度。

作为一种可选地实施方式，参照图3，L-S波段频率合成器还包括第二输出电路，混频器的输出端与第二输出电路连接并通过第二输出电路输出若干路第二点频信号。

在本实施例中，通过第二输出电路输出若干路第二点频信号，可以实现若干个信号之间的切换。

作为一种可选地实施方式，参照图3，通过第二输出电路输出三路第二点频信号，具体地，第二输出电路包括第五功分器、第一放大器、第七滤波器、第六功分器、第二放大器、第八滤波器、第三放大器和第九滤波器；

混频器的输出端与第五功分器的输入端连接，第五功分器具有两个输出端，第五功分器的一个输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与第七滤波器的输入端连接，第七滤波器的输出端输出一路第二点频信号；第五功分器的另一个输出端与第六功分器的输入端连接，第六功分器具有两个输出端，第六功分器的一个输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与第八滤波器的输入端连接，第八滤波器的输出端输出一路第二点频信号，第六功分器的另一个输出端与第三放大器的输入端连接，第三放大器的输出端与第九滤波器的输入端连接，第九滤波器的输出端输出一路第二点频信号。

在本实施例中，通过第五功分器和第六功分器将信号功分为三路输出，且在每一路输出前分别通过第一放大器、第二放大器和第三放大器对信号进行放大，使得输出的第二点频信号大小满足指标要求，每一路输出前分别通过第七滤波器、第八滤波器和第九滤波器进行滤波，能够再次优化输出的第二点频信号的杂散。

可选地，第一放大器、第二放大器和第三放大器的型号均为ERA-2SM+。

作为一种可选地实施方式，参照图1，内部参考和输入参考相参电路包括数字锁相环和压控晶体振荡器。

在本实施例中，数字锁相环的参考信号输入端作为内部参考和输入参考相参电路的输入端，数字锁相环的控制信号输出端与压控晶体振荡器的控制信号输入端相接，数字锁相环的反馈信号输入端与压控晶体振荡器的反馈信号输出端相接，压控晶体振荡器的振荡信号输出端作为内部参考和输入参考相参电路的输出端。

可选地，数字锁相环的型号为ADF4002BRUZ。

作为一种可选地实施方式，第一滤波器采用LC低通滤波器。

在本实施例中，LC低通滤波器具有响应速度快、可靠性高、成本低等优点。

可选地，宽带集成VCO锁相环采用LMX2572RHAT。

可选地，直接数字频率合成器采用GM4912。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种L-S波段频率合成器，其特征在于，包括内部参考和输入参考相参电路、第一滤波器、第一功分器、宽带集成VCO锁相环、第二滤波器、谐波发生器、第二功分器、直接数字频率合成器和混频器；

所述内部参考和输入参考相参电路的输入端用于与外部参考源连接，所述内部参考和输入参考相参电路的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第一功分器的输入端连接；

所述第一功分器具有两个输出端，第一功分器的一个输出端与所述宽带集成VCO锁相环的输入端连接，所述宽带集成VCO锁相环的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端输出第一点频信号，第一功分器的另一个输出端与所述谐波发生器的输入端连接，所述谐波发生器的输出端与所述第二功分器的输入端连接；

所述第二功分器具有两个输出端，所述第二功分器的一个输出端输出本振信号与所述混频器的输入端连接，所述第二功分器的另一个输出端与所述直接数字频率合成器的输入端连接，所述直接数字频率合成器的输出端与所述混频器的输入端连接，所述混频器的输出端输出第二点频信号。

2.如权利要求1所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述L-S波段频率合成器还包括第一输出电路，所述第二滤波器的输出端与所述第一输出电路连接并通过所述第一输出电路输出若干路第一点频信号。

3.如权利要求2所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述第一输出电路包括第三功分器、第四功分器、第三滤波器、第四滤波器和第五滤波器；

所述第二滤波器的输出端与所述第三功分器的输入端连接，所述第三功分器具有两个输出端，所述第三功分器的一个输出端与所述第三滤波器的输入端连接，所述第三滤波器的输出端输出一路第一点频信号，所述第三功分器的另一个输出端与所述第四功分器的输入端连接，所述第四功分器具有两个输出端，所述第四功分器的一个输出端与所述第四滤波器的输入端连接，所述第四滤波器的输出端输出一路第一点频信号，所述第四功分器的另一输出端与所述第五滤波器的输入端连接，所述第五滤波器的输出端输出一路第一点频信号。

4.如权利要求1所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述L-S波段频率合成器还包括第六滤波器，所述第六滤波器的输入端与所述第二功分器的输出端连接，所述第六滤波器的输出端与所述混频器的输入端连接。

5.如权利要求1所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述L-S波段频率合成器还包括第二输出电路，所述混频器的输出端与所述第二输出电路连接并通过所述第二输出电路输出若干路第二点频信号。

6.如权利要求5所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述第二输出电路包括第五功分器、第一放大器、第七滤波器、第六功分器、第二放大器、第八滤波器、第三放大器和第九滤波器；

所述混频器的输出端与所述第五功分器的输入端连接，所述第五功分器具有两个输出端，所述第五功分器的一个输出端与所述第一放大器的输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第七滤波器的输入端连接，所述第七滤波器的输出端输出一路第二点频信号；所述第五功分器的另一个输出端与所述第六功分器的输入端连接，所述第六功分器具有两个输出端，所述第六功分器的一个输出端与所述第二放大器的输入端连接，所述第二放大器的输出端与所述第八滤波器的输入端连接，所述第八滤波器的输出端输出一路第二点频信号，所述第六功分器的另一个输出端与所述第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端与所述第九滤波器的输入端连接，所述第九滤波器的输出端输出一路第二点频信号。

7.如权利要求1所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述内部参考和输入参考相参电路包括数字锁相环和压控晶体振荡器。

8.如权利要求1所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述第一滤波器采用LC低通滤波器。

9.如权利要求1所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述宽带集成VCO锁相环采用LMX2572RHAT。

10.如权利要求1所述的L-S波段频率合成器，其特征在于，所述直接数字频率合成器采用GM4912。