一种宽带细步进频率源电路制造技术

本发明专利技术提出一种宽带细步进的频率源电路，通过DDS输出几百兆赫兹的细步进输出信号来实现压控振荡器的细步进输出信号。通过选择具有宽带特性的压控振荡器来实现宽带频率源电路。发明专利技术中采用一种IQ混频器作为射频混频器，该IQ混频器对本振信号和中频信号的差信号进行提取，而对本振信号和中频信号的和信号进行提取，同时差信号对本振信号的抑制在20dBc以上，很好的保证了IQ混频器输出的射频信号无需通过极窄带的滤波器进入数字鉴相器。相比于常用的DDS电路，该电路调试难度低，实现频率精度极高，并且可以小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种宽带细步进频率源电路，属于微波电路

技术介绍
随着通信技术的不断发展，宽带频率源希望在实现宽带特性的同时可以兼容细步进特性。目前在宽带频率的实现方式上基本采用DDS和单数字环的结合或者DDS电路、混频环路和开关滤波组件的结合，前一种技术，无法同时兼容细步进和高杂波抑制；第二种技术，产品功耗和体积较大，无法满足当今通信领域内提出的低功耗、小型化要求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提出了一种宽带细步进频率源电路，通过加入倍频滤波模块、DDS电路、低通滤波器、放大器、IQ混频器和90°电桥，使DDS电路输出几百兆赫兹的细步进输出信号来实现压控振荡器的细步进输出信号，通过配置数字鉴相器中的分频比N来实现宽带特性，解决了现有频率源电路同时实现宽带输出和细步进输出时不能小型化的缺点。本专利技术解决的技术方案为：一种宽带细步进频率源电路，包括晶体振荡器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、IQ混频器、90°电桥、第一放大器、第二放大器、倍频滤波模块、DDS电路和低通滤波器；晶体振荡器通过振荡产生输出两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号，将两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号分别送至数字鉴相器和倍频滤波模块，倍频滤波模块将送来的晶体振荡信号进行倍频滤波后产生晶体振荡信号的相应倍频信号送至DDS电路，DDS电路将实现的低频信号输出送至低通滤波器，低通滤波器将DDS送来的低频信号进行低通滤波，滤波后得到一个具有细步进、一定带宽的低频信号送至90°电桥的1端口；90°电桥2端50Ω负载，1端口将低频信号进行相位处理，最终在3端口和4端口输出两路同频率、等幅度、相位相差90°的I路和Q路信号；90°电桥输出的I路和Q路两路信号最终送至IQ混频器的I端口和Q端口。数字鉴相器将晶体振荡器送来的晶体振荡信号和第一放大器送来的放大后的信号进行鉴相，当数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一放大器、第二放大器和IQ混频器组成的环路达到锁定后，将锁定的电压送至环路滤波器，环路滤波器将送来的锁定电压进行积分滤波后产生积分滤波后的锁定电压送至压控振荡器，压控振荡器在积分滤波后的锁定电压控制下，振荡产生两路频率相同、幅度相等的锁定信号，一路作为宽带细步进频率源电路的输出，另一路送至第二放大器，第二放大器将锁定信号功率放大至IQ混频器所需的本振激励电平后，作为IQ混频器所需的本振激励电平。IQ混频器将第二放大器送来的本振信号和90°电桥送来的IQ两路信号进行混频，在IQ混频器的射频端口输出本振信号和90°电桥送来的IQ两路信号的差信号，再经过第一放大器放大，放大后的信号送至数字鉴相器。所述晶体振荡器通过振荡产生输出两路频率相同、幅度相等的信号。通过改变所述晶体振荡器的振荡输出信号频率，能够改变宽带细步进频率源电路的输出频率。通过改变DDS电路的步进和输出信号，能够改变最终压控振荡器的步进和输出频率。通过选取不同频率、不同带宽的压控振荡器，能够实现最终频率源电路的频率和宽带信号。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术电路中加入了DDS电路，通过DDS电路输出几百兆赫兹的细步进输出信号来实现压控振荡器的细步进输出信号，DDS电路可以输出的频率步进在赫兹量级。有效的保证最终压控振荡器输出频率步进也在赫兹量级。(2)本专利技术90°电桥输出的IQ两路信号作为频率源电路中IQ混频器所需的中频激励电平，同时利用IQ混频器本振激励电平端口第二放大器的反向隔离特性，对90°电桥输出的信号产生很强的抑制。(3)本专利技术的输出频率可调，可以通过以下几种方式进行改变：改变所述晶体振荡器的振荡输出信号频率；改变DDS电路的输出信号来实现最终频率源电路频率输出；改变所述压控振荡器的频率范围。附图说明图1是本专利技术提出的频率源电路框图；图2是采用本专利技术设计思路的频率源电路框图；图3是当90°电桥I端口作为DDS输入时，IQ混频器的射频输出信号。具体实施方式本专利技术的基本思路为：本专利技术提出一种宽带细步进的频率源电路，包括晶体振荡器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、IQ混频器、90°电桥、第一放大器、第二放大器、倍频滤波模块、DDS电路和低通滤波器。本专利技术在传统的单环数字频率源电路中加入倍频滤波模块、DDS电路、低通滤波器、放大器、IQ混频器和90°电桥，通过DDS输出几百兆赫兹的细步进输出信号来实现压控振荡器的细步进输出信号。通过选择具有宽带特性的压控振荡器来实现宽带频率源电路。专利技术中采用一种IQ混频器作为射频混频器，该IQ混频器对本振信号和IQ两路信号的差信号进行提取，而对本振信号和IQ两路信号的和信号进行抑制，同时差信号对IQ混频器的本振信号抑制在20dBc以上，很好的保证了IQ混频器射频端口输出的射频信号无需通过极窄带的滤波器进入第一放大器。相比于常用的DDS电路，该电路调试难度低，实现频率精度极高，并且可以小型化。本专利技术通过在传统的单环数字锁相电路中加入倍频滤波模块、DDS电路、低通滤波器、90°电桥、IQ混频器和放大器，使其DDS输出几百兆赫兹的细步进输出信号来实现压控振荡器的细步进输出信号。电路中的压控振荡器选取具有宽带特性的压控振荡器来实现宽带频率源电路。解决了现有频率源不能同时兼容细步进和宽带输出的问题。下面结合附图对本专利技术进行详细说明：附图1给出了本专利技术一种宽带细步进频率源电路其包括晶体振荡器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、IQ混频器、90°电桥、第一放大器、第二放大器、倍频滤波模块、DDS电路和低通滤波器；晶体振荡器通过振荡产生输出两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号，将两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号分别送至数字鉴相器和倍频滤波模块，倍频滤波模块将送来的晶体振荡信号进行倍频滤波后产生晶体振荡信号的相应倍频信号送至DDS电路，DDS电路将实现的DDS信号输出送至低通滤波器，低通滤波器将送来的DDS信号进行低通滤波，滤波后得到一个具有细步进、一定带宽的低频信号送至90°电桥的1端口；90°电桥2端50Ω负载，1端口将低频信号进行相位处理，最终在3端口和4端口输出两路同频率、等幅度、相位相差90°的I路和Q路信号；90°电桥输出的I路和Q路两路信号最终送至IQ混频器的I端口和Q端口。数字鉴相器将晶体振荡器送来的晶体振荡信号和第一放大器送来的频率和信号进行鉴相，当数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一放大器、第二放大器和IQ混频器组成的环路达到锁定后，将锁定的电压送至环路滤波器，环路滤波器将送来的锁定电压进行积分滤波后产生积分滤波后的锁定电压送至压控振荡器，压控振荡器在积分滤波后的锁定电压控制下，振荡产生两路频率相同、幅度相等的锁定信号，一路作为宽带细步进频率源电路的输出，另一路送至第二放大器，第二放大器将锁定信号功率放大至IQ混频器所需的本振激励电平后，作为IQ混频器所需的本振激励电平。IQ混频器将第二放大器送来的本振信号和90°电桥送来的IQ两路信号进行混频，在IQ混频器的射频端口输出本振信号和90°电桥送来的IQ两路信号的差信号，再经过第一放大器放大，放大后的信号送至数字鉴相器。本专利技术的输出频率可以通过以下几种方式进行改变：(1)改变所述晶体振荡器的振荡输出信号频率。(2)改变DD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带细步进频率源电路，其特征在于：包括晶体振荡器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、IQ混频器、90°电桥、第一放大器、第二放大器、倍频滤波模块、DDS电路和低通滤波器；90°电桥，包括：1端口，即输入端口、2端口，即隔离端口、3端口，即直通端口和4端口，即耦合端口；2端口接50Ω负载，从1端口输入低频信号，则能够从3端口和4端口输出两路同频率、等幅度、相位相差90°的I路和Q路信号；晶体振荡器通过振荡产生输出两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号，将两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号分别送至数字鉴相器和倍频滤波模块；倍频滤波模块将送来的晶体振荡信号进行倍频滤波后产生晶体振荡信号的倍频信号送至DDS电路，DDS电路从外部接收外部送来的数字控制信号，DDS电路在外部数字控制信号的控制下将倍频信号经过相位累加和数模转换生成低频信号输出送至低通滤波器；低通滤波器将DDS送来的低频信号进行低通滤波，滤波后得到一个具有细步进、一定带宽的低频信号送至90°电桥的1端口；90°电桥将低频信号进行相位处理和分路，最终在90°电桥的3端口和4端口输出两路同频率、等幅度、相位相差90°的I路和Q路信号；90°电桥输出的I路和Q路两路信号分别送至IQ混频器的I端口和Q端口；数字鉴相器，从外部接收数字控制信号，数字鉴相器在外部的数字信号控制下，将晶体振荡器送来的晶体振荡信号和第一放大器送来的放大后的信号进行鉴相，当数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一放大器、第二放大器和IQ混频器器组成的环路达到锁定后，将数字鉴相器输出的相位差电压，即锁定电压送至环路滤波器，环路滤波器将送来的锁定电压进行积分滤波后产生积分滤波后的锁定电压送至压控振荡器，压控振荡器在积分滤波后的锁定电压控制下，振荡产生两路频率相同、幅度相等的锁定信号，一路锁定信号作为宽带细步进频率源电路的输出，另一路锁定信号送至第二放大器，第二放大器将锁定信号功率放大至IQ混频器所需的本振激励电平后，作为IQ混频器所需的本振激励电平，即IQ混频器的本振信号，送至IQ混频器的本振端口，IQ混频器将第二放大器送来的本振信号和90°电桥送来的IQ两路信号进行混频，在IQ混频器的射频端口输出本振信号和90°电桥送来的IQ两路信号的差信号，再经过第一放大器放大，放大后的信号送至数字鉴相器。...

【技术特征摘要】
1.一种宽带细步进频率源电路，其特征在于：包括晶体振荡器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、IQ混频器、90°电桥、第一放大器、第二放大器、倍频滤波模块、DDS电路和低通滤波器；90°电桥，包括：1端口，即输入端口、2端口，即隔离端口、3端口，即直通端口和4端口，即耦合端口；2端口接50Ω负载，从1端口输入低频信号，则能够从3端口和4端口输出两路同频率、等幅度、相位相差90°的I路和Q路信号；晶体振荡器通过振荡产生输出两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号，将两路频率相同、幅度相等的晶体振荡信号分别送至数字鉴相器和倍频滤波模块；倍频滤波模块将送来的晶体振荡信号进行倍频滤波后产生晶体振荡信号的倍频信号送至DDS电路，DDS电路从外部接收外部送来的数字控制信号，DDS电路在外部数字控制信号的控制下将倍频信号经过相位累加和数模转换生成低频信号输出送至低通滤波器；低通滤波器将DDS送来的低频信号进行低通滤波，滤波后得到一个具有细步进、一定带宽的低频信号送至90°电桥的1端口；90°电桥将低频信号进行相位处理和分路，最终在90°电桥的3端口和4端口输出两路同频率、等幅度、相位相差90°的I路和Q路信号；90°电桥输出的I路和Q路两路信号分别送至IQ混频器的I端口和Q端口；数字鉴相器，从外部接收数字控制信号，数字鉴相器在外部的数字信号控制下，将晶体振荡器送来的晶体振荡信号和第一放大器送来的放大后的信号进行鉴相，当数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一放大器、第二放大器和IQ混频器器组成的环路达到锁定后，将数字鉴相器输出的相位差电压，即锁定电压送至环路滤波器，环路滤波器将送来的锁定电压进行积分滤波后产生积分滤波后的锁定电压送至压控振荡器，压控振荡器在积分滤波后的锁定电压控制下，振荡产生两路频率相同、幅度相等的锁定信号，一路锁定信号作为宽带细步进频率源电路的输出，另一路锁定信号送至第二放大器，第二放大器将锁定信号功率放大至IQ混频器所需的本振激励电平后，作为IQ混频器所需的本振激励电平，即IQ混频器的本振信号，送至IQ混频器的本振端口，IQ混频器将第二放大器送来的本振信号和90°电桥送来的IQ两路信号进行混频，在IQ混频器的射频端口输出本...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超越，和新阳，朱正贤，徐辉，张波，陈燕，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61