一种基于正交调制的混合式频率合成器制造技术

本发明专利技术属于电子技术领域，公开了一种基于正交调制的混合式频率合成器，包括：集成锁相环，环路滤波器，压控振荡器，功分器，正交调制器，标准频率生成器，两个直接数字频率合成器，射频放大器，滤波器，控制器，应用于超短波超外差通信设备的本振或射频激励信号，其频率覆盖范围宽、噪声杂散低、换频时间短，噪声、杂散性能优良。

【技术实现步骤摘要】
一种基于正交调制的混合式频率合成器
本专利技术属于电子
，尤其涉及一种基于正交调制的混合式频率合成器，应用于超短波超外差通信设备的本振或射频激励信号。
技术介绍
在当前各种通信设备中，频率合成器是现代仪器、通信系统的核心部件，PLL频率合成技术具有高频率、杂散抑制能力良好的优点，但是其频率切换速度低，在步进小时，相位噪声差；而DDS捷变速度快、高度的频率和相位分辨能力，但其杂散抑制能力差。所以DDS与PLL两种频率合成技术结合起来，可提高系统的整体性能，已成为目前主流的设计方案。但是随着产品需求的扩展，以及应用环境的变化，对设备性能指标提出新的要求，如为减少设备种类需将原来的多个分频段电台合成一个宽频段电台；为进一步提高电台的抗干扰能力，避免敌方的跟踪干扰，需提高跳频速率，这将对设备的信道换频时间提出更高要求；为更好地满足多部设备同车共址能力的通信要求，设备的底部噪声、杂散等性能需要进一步提升。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于正交调制的混合式频率合成器，其频率覆盖范围宽、噪声杂散低、换频时间短，噪声、杂散性能优良。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种基于正交调制的混合式频率合成器，所述混合式频率合成器包括：集成锁相环，环路滤波器，压控振荡器，功分器，正交调制器，标准频率生成器，两个直接数字频率合成器，射频放大器，滤波器，控制器；其中，所述控制器的控制信号输出端分别与集成锁相环、两个直接数字频率合成器的控制信号输入端连接；所述标准频率生成器的信号输出端分别与集成锁相环、两个直接数字频率合成器的标准频率输入端连接；所述两个直接数字频率合成器的信号输出端分别与所述正交调制器的I路信号输入端、Q路信号输入端对应连接；所述正交调制器的信号输出端与所述集成锁相环的信号输入端连接，所述集成锁相环的信号输出端与所述环路滤波器的信号输入端连接，所述环路滤波器的信号输出端与所述压控振荡器的信号输入端连接，所述压控振荡器的信号输出端与所述功分器的信号输入端连接，所述功分器的信号输出端与所述射频放大器的信号输入端连接，所述射频放大器的信号输出端与所述滤波器的信号输入端连接，所述滤波器的信号输出端输出本振信号；所述功分器的射频信号输出端与所述正交调制器的射频信号输入端连接。本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：(1)所述标准频率生成器，用于产生28.8MHz的基准频率信号，并将所述基准频率信号发送至集成锁相环和两个直接数字频率合成器；所述正交调制器，用于接收两个直接数字频率合成器的两路输出信号以及功分器输出的射频信号，并将所述两路输出信号分别与所述射频信号进行正交混频，进而得到合成信号；所述集成锁相环，用于接收所述正交调制器输出的合成信号，以及标准频率生成器输出的基准频率信号，将所述合成信号与所述基准频率信号进行相位比较，得到输出的鉴相电压信号；所述环路滤波器，用于对所述鉴相电压信号进行滤波，得到滤波后的电压信号；所述压控振荡器，用于根据所述滤波后的电压信号将自由振荡频率设定为锁定频率，并输出射频信号；所述功分器，用于将所述射频信号分为两路输出，一路输出至正交调制器进行正交混频，另一路输出至射频放大器进行放大；所述滤波器，用于对射频放大器放大后的信号滤除谐波和杂散，得到输出的本振信号。(2)所述控制器，用于将控制信号分别发送给集成锁相环和两个数字频率合成器；所述控制信号包含控制频率字、时钟和使能信号。(3)所述集成锁相环由集成电路芯片ADF4153及其外围电路组成；所述环路滤波器由有源低噪声运算放大器MC33078D、单刀单模拟开关MAX4648、单刀双模拟开关MAX4649以及电阻、电容网络组成；所述压控振荡器由芯片RFMD-16及其外围电路组成；所述正交调制器由集成电路AD8346及其外围电路组成；两个直接数字频率合成器由集成电路AD9834及其外围电路组成；所述功分器由变压器CP0603A1441及其外围匹配电阻组成；所述射频放大器由射频集成电路MGA-61563及其外围电感、电容组成；所述滤波器由两个低通滤波器LFCN-1500和LFCN-1800及两个射频电子开关AS211-334组成；所述控制器由单片机或者FPGA控制器组成。该频率合成器输出频率940MHz～1810MHz，频率范围宽，实现了低噪声、低杂散，相位噪声小于-80dBc/Hz(偏离主频谱2kHz处)，杂散水平达到-80dBc。这几项指标的提升，能够对超短波通信系统的整体指标改进起到重要作用。同时因该频合锁定时间小于35μs，换频时间快，能满足超短波电台跳频系统的应用，非常适合高性能超短波电台应用环境。该频率合成器可应用于任意超短波频段频率合成器，具有线路简单、集成度高、频率转换时间短、相位噪声和杂散指标高的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于正交调制的混合式频率合成器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于正交调制的混合式频率合成器的工作原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于正交调制的混合式频率合成器的电路结构示意图；图1中，标号1-集成锁相环PLL，标号2-环路滤波器，标号3-压控振荡器，标号4-正交调制器，标号5-标频，标号6-数字频率合成器，标号7-数字频率合成器，标号8-功分器，标号9-射频放大器，标号10-滤波器，标号11-控制器，标号12-电源管理。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种基于正交调制的混合式频率合成器，一种采用正交调制结合DDS内插PLL的设计方案，如图1所示，至少包括集成锁相环PLL，PLL与环路滤波器、压控振荡器VCO、功分器、正交调制器首尾相连构成一个闭环系统；标频分别与PLL、两个直接数字频合器DDS连接；两个DDS与正交调制器连接；射频放大器分别与功分器、滤波器相连接；控制器FPGA分别与集成锁相环PLL、两个直接数字频合DDS连接。本专利技术装置的工作原理是，标频5产生28.8MHz的基准频率，分别送给集成锁相环1、直接数字频合器6和直接数字频合器7，直接数字频合器6和直接数字频合器7两路输出信号与压控振荡器3输出的射频信号加到正交调制器4进行正交混频((0°与90°相位方向),将所得信号合成，合成过程中边带信号相互叠加,而无用边带相互抵消，从而将大大降低宽带、小步进频率源的复杂程度,使一个原本无法用滤波器滤除镜像信号的宽带混频锁相环设计成功实现。正交调制器4输出信号与标频5产生的基准频率加到集成锁相环1进行相位比较，鉴相输出的电压经过环路滤波器2滤波，滤波后的电压加到压控振荡器3，将压控的自由振荡频率带到锁定频率。为了实现快速频率锁定和良好的杂散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于正交调制的混合式频率合成器，其特征在于，所述混合式频率合成器包括：集成锁相环，环路滤波器，压控振荡器，功分器，正交调制器，标准频率生成器，两个直接数字频率合成器，射频放大器，滤波器，控制器；其中，所述控制器的控制信号输出端分别与集成锁相环、两个直接数字频率合成器的控制信号输入端连接；所述标准频率生成器的信号输出端分别与集成锁相环、两个直接数字频率合成器的标准频率输入端连接；所述两个直接数字频率合成器的信号输出端分别与所述正交调制器的I路信号输入端、Q路信号输入端对应连接；所述正交调制器的信号输出端与所述集成锁相环的信号输入端连接，所述集成锁相环的信号输出端与所述环路滤波器的信号输入端连接，所述环路滤波器的信号输出端与所述压控振荡器的信号输入端连接，所述压控振荡器的信号输出端与所述功分器的信号输入端连接，所述功分器的信号输输出端与所述射频放大器的信号输入端连接，所述射频放大器的信号输出端与所述滤波器的信号输入端连接，所述滤波器的信号输出端输出本振信号；所述功分器的射频信号输出端与所述正交调制器的射频信号输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于正交调制的混合式频率合成器，其特征在于，所述混合式频率合成器包括：集成锁相环，环路滤波器，压控振荡器，功分器，正交调制器，标准频率生成器，两个直接数字频率合成器，射频放大器，滤波器，控制器；其中，所述控制器的控制信号输出端分别与集成锁相环、两个直接数字频率合成器的控制信号输入端连接；所述标准频率生成器的信号输出端分别与集成锁相环、两个直接数字频率合成器的标准频率输入端连接；所述两个直接数字频率合成器的信号输出端分别与所述正交调制器的I路信号输入端、Q路信号输入端对应连接；所述正交调制器的信号输出端与所述集成锁相环的信号输入端连接，所述集成锁相环的信号输出端与所述环路滤波器的信号输入端连接，所述环路滤波器的信号输出端与所述压控振荡器的信号输入端连接，所述压控振荡器的信号输出端与所述功分器的信号输入端连接，所述功分器的信号输输出端与所述射频放大器的信号输入端连接，所述射频放大器的信号输出端与所述滤波器的信号输入端连接，所述滤波器的信号输出端输出本振信号；所述功分器的射频信号输出端与所述正交调制器的射频信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种基于正交调制的混合式频率合成器，其特征在于，所述标准频率生成器，用于产生28.8MHz的基准频率信号，并将所述基准频率信号发送至集成锁相环和两个直接数字频率合成器；所述正交调制器，用于接收两个直接数字频率合成器的两路输出信号以及功分器输出的射频信号，并将所述两路输出信号分别与所述射频信号进行正交混频，进而得到合成信号；所述集成锁相环，用于接收所述正交调制器输出的合成信号，以及标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇军，宋涛，王斌，冯菊芬，
申请(专利权)人：陕西烽火电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61