一种宽带信号源制造技术

本发明专利技术的公开了一种宽带信号源。所述宽带信号源包括压控振荡器(VCO)、第一缓冲器和可编程的频率扩展器。所述VCO输出频率调谐比至少为N:1的信号，其中N为大于1的整数或非整数。所述频率扩展器通过缓冲器接收信号以产生最终输出信号，所述最终输出信号具有比VCO输出信号更宽的频带。所述缓冲器将最终输出信号与VCO隔离以使得VCO稳定运行。所述频率扩展器包括至少一个分频比为1/N分频器，该分频比与信号的频率调谐比N:1相匹配，以使得最终输出信号具有比VCO输出信号的频带更宽的无间隙频带。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带信号源
本专利技术涉及一种宽带信号源，具体涉及一种低噪声宽带信号源。
技术介绍
宽带信号源被广泛地用于各种电子应用中。在理想情况下，宽带信号源拥有覆盖从近乎直流到高频的连续信号输出。此外，信号源通常要求低带内噪声和杂散。产生具有低带内噪声的宽带信号非常具有挑战性。迄今为止虽然已作出各种努力以探索宽带信号源，但由于存在带内噪声，将宽带压控振荡器(特别是调谐比≥2:1)和可编程分频器集成到单个芯片以实现紧凑封装极具挑战性。因此，需要一种方法和系统以产生低噪声的宽带信号源。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于产生具有降低的噪声的宽带信号源的方法和系统。在部分实施例中，本专利技术提供一种宽带信号源，所述宽带信号源包括压控振荡器(VCO)、第一缓冲器和可编程的频率扩展器。在实施例中，VCO输出频率范围从Fmin至Fmax的信号，该信号的频率调谐比(定义为Fmax:Fmin)至少为N：1，N为大于1的整数或非整数。所述频率扩展器通过第一缓冲器接收该信号以产生频带更宽的最终输出信号。所述第一缓冲器将最终输出信号与VCO隔离，避免最终输出信号干扰VCO以使得VCO稳定运行。所述频率扩展器包括n个分频器(n为整数，n≥1)。每个分频器具有与VCO输出信号的频率调谐比N：1相匹配的分频比1/N，以使得最终输出信号具有覆盖的无间隙频带，该无间隙频带比原始的VCO输出信号的频率范围更宽。例如，对于带宽为8-16GHz的信号(频率调谐比为2:1)，频率扩展器能够通过采用三个串联的分频比为1/2的分频器产生具有1-16GHz无间隙带宽的最终输出信号。在部分实施例中，可编程的频率扩展器包括第一放大器A1、第二缓冲器、分频器模块、多路选择器、第二放大器A2、第一解码器和第二解码器。所述第一放大器连接第一缓冲器以产生第一输出信号(OUT1)。所述分频器模块经由第二缓冲器与第一缓冲器连接，所述第二缓冲器用于将OUT2、分频器模块的输出信号与VCO、OUT1隔离，避免干扰VCO和OUT1。分频器模块可以包括多个串联的分频器。每个分频器根据第二解码器的信号输出可以被使能或不使能。所述多路选择器用于接收第二缓冲器的输出信号(作为基础信号)和各分频器的输出信号，并基于多路选择器接收到的所有输入信号的进行选择，产生多路选择器输出信号。所述选择过程可由第一解码器的输出信号确定。第一解码器和第二解码器可接收相同的输入信号以协作多路选择器，共同控制分频器模块内的分频器。多路选择器输出信号被馈送至第二放大器以产生第二输出信号OUT2。宽带信号源的最终输出信号可以是第一输出信号(OUT1)、第二输出信号OUT2、或两者的组合。在部分实施例中，第二输出信号OUT2被馈送至频率扩展器外部的分频器(该分频器的分频比为1/Ne)以产生分频输出信号。Ne为大于1的数字，且Ne可能与N相同，也可能不相同。鉴频鉴相器/电荷泵(PFD/CP)模块检测分频输出信号和参考时钟信号之间的相位差和频率差，并输出电压或电流脉冲信号，所述脉冲信号通过环路滤波器(该环路滤波器可以是低通滤波器)以斜升或斜降电压信号(Vt)。所述电压信号驱动VCO增加或降低输出频率。上述配置确保宽带信号源可被实现为宽带锁相式信号源。本领域技术人员应当认识到，宽带VCO可以被配置为多种不同的形式，本领域技术人员还应当认识到，宽带VCO可以以多种配置方式连接至频率扩展器，并且这些配置方式均可产生宽带信号源，那么这些配置方式应当落入本专利技术的保护范围中。附图说明附图中示出了本专利技术的示例性实施例以供参考，附图的作用在于说明而非限制本专利技术。虽然本专利技术大致记载于实施例中，但如此做的目的不是将本专利技术的保护范围限制为所描述实施例的具体技术特征。图1为本专利技术实施例1中的宽带信号源的框图。图2为本专利技术实施例1中的宽带信号源的示意图。图3为本专利技术实施例2中的宽带信号源的示意图。图4为本专利技术实施例3中的用于宽带信号源应用的宽带VCO的示意图。图5为本专利技术实施例4中的用于宽带信号源应用的宽带VCO的示意图。本领域技术人员将认识到，根据说明书能够实施本专利技术的多种实施方式和实施例。所有这些实施方式和实施例均应包含在本专利技术的保护范围之内。具体实施方式在下文的描述中，为了解释本专利技术，将陈述本专利技术的具体细节以方便理解，但本专利技术可能不通过部分或者全部所述的具体细节亦可实施。下文所述的本专利技术的实施例可能被包含在许多不同的电气组件、电路、设备和系统中。附图的电路框图中所示的系统和设备用以说明本专利技术的示例性实施例，并且不作为用于模糊本专利技术宽泛指导的托辞。附图中所示的元件之间的连接关系不限于直接连接，而是能够被修改、重构或者通过中间组件来改变的。在下文的描述中，为了解释本专利技术，将陈述本专利技术的具体细节以方便理解，但本专利技术可能不通过部分或者全部所述的具体细节亦可实施。下文所述的本专利技术的实施例可能被包含在许多不同的电气组件、电路、设备和系统中。附图的电路框图中所示的系统和设备用以说明本专利技术的示例性实施例，并且不作为用于模糊本专利技术宽泛指导的托辞。附图中所示的元件之间的连接关系不限于直接连接，而是能够被修改、重构或者通过中间组件来改变的。【实施例1】图1是本实施例的宽带信号源的框图。所述宽带信号源100包括压控振荡器(VCO)110、第一缓冲器120和可编程的频率扩展器130。在实施例中，VCO110是双推式VCO或者差分式VCO，其输出具有介于最小频率(Fmin)与最大频率(Fmax)之间的频率范围的输出信号112，并由Fmax：Fmin定义信号的频率调谐比至少为N：1，例如，频率范围为8-16GHz时，N＝2。所述输出信号112可以是差分信号或单端信号，优选地，输出信号112为差分信号，因为差分信号本身能够抑制偶模噪声。频率扩展器130通过第一缓冲器120接收输出信号112以产生频带较输出信号112更宽的最终输出信号132。所述第一缓冲器120将最终输出信号132与VCO110隔离，避免最终输出信号干扰VCO以使得VCO得以稳定运行。频率扩展器130包括n级(n≥1)1/N分频器，所述分频器的分频比1/N与输出信号112的频率调谐比N:1相匹配，以使得最终输出信号132具有覆盖的更宽的无间隙频带。其中，N可以是大于1的整数或者非整数。例如，对于带宽为8-16GHz的输出信号112(频率调谐比为2：1)，频率扩展器130能够通过采用三个串联的1/2分频器产生具有1-16GHz的无间隙带宽的最终输出信号132。图2为实施例1的宽带信号源的示意图。如图2所示，所述可编程的频率扩展器130包括第一放大器A1134、第二缓冲器138、分频器模块140、多路选择器150、第二放大器A2160、第一解码器170和第二解码器180。所述第一放大器134连接至第一缓冲器120以产生第一输出信号(OUT1)136。所述分频器模块140经由第二缓冲器138与第一缓冲器120连接，所述第二缓冲器138用于将OUT2、分频器模块140的输出信号与VCO和OUT1隔离，避免干扰VCO和OUT1。在实施例中，分频器模块140包括多个串联的分频器(例如如图2所示的第一分频器142、第二分频器144和第三分频器146)。每个分频器根据第二解码器180的信号输出182可以被使能或不使能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带信号源，其特征在于，包括：压控振荡器，所述压控振荡器用于输出频率范围在最小频率Fmin与最大频率Fmax之间的输出信号，所述输出信号频率范围的频率调谐比定义为Fmax:Fmin，频率调谐比至少为N:1，其中N是大于1的整数或非整数；缓冲器，所述缓冲器连接压控振荡器；及分频器模块，所述分频器模块包括n个串联的分频器，n为大于或等于1的整数，各分频器的分频比1/N与压控振荡器的输出信号的频率调谐比N:1相匹配，n个分频器中的第一分频器经由缓冲器接收压控振荡器的输出信号；多路选择器，所述多路选择器接收n个分频器的输出信号和经由缓冲器的压控振荡器的输出信号，多路选择器基于接收到的所有输入信号选择产生多路选择器输出信号，所述多路选择器输出信号具有覆盖从Fmin/Nn至Fmax的无间隙频带。

【技术特征摘要】
1.一种宽带信号源，其特征在于，包括：压控振荡器，所述压控振荡器用于输出频率范围在最小频率Fmin与最大频率Fmax之间的输出信号，所述输出信号频率范围的频率调谐比定义为Fmax:Fmin，频率调谐比至少为N:1，其中N是大于1的整数或非整数；缓冲器，所述缓冲器连接压控振荡器；及分频器模块，所述分频器模块包括n个串联的分频器，n为大于或等于1的整数，各分频器的分频比1/N与压控振荡器的输出信号的频率调谐比N:1相匹配，n个分频器中的第一分频器经由缓冲器接收压控振荡器的输出信号；多路选择器，所述多路选择器接收n个分频器的输出信号和经由缓冲器的压控振荡器的输出信号，多路选择器基于接收到的所有输入信号选择产生多路选择器输出信号，所述多路选择器输出信号具有覆盖从Fmin/Nn至Fmax的无间隙频带。2.根据权利要求1所述的一种宽带信号源，其特征在于，所述压控振荡器为差分式压控振荡器或者双推式压控振荡器，所述压控振荡器包含相互连接的谐振器和负阻电路。3.根据权利要求2所述的一种宽带信号源，其特征在于，所述压控振荡器中的一对对称位置经由缓冲器差分地输出一个输出信号至分频器模块，所述一对对称位置沿虚拟地或者实地对称。4.根据权利要求2所述的一种宽带信号源，其特征在于，所述谐振器包括一对对称连接的串联电感-电容谐振器，所述一对串联电感-电容谐振器均各自包括超突变变容二极管，所述超突变变容二极管用于输出信号的频率调谐。5.根据权利要求4所述的一种宽带信号源，其特征在于，除了超突变变容二极管外，所述串联电感-电容谐振器还包括至少一个开关电容器以使输出信号的频率调谐比达到N：1。6.根据权利要求4所述的一种宽带信号源，其特征在于，所述压控振荡器及超突变变容二极管集成在单个芯片上。7.根据权利要求4所述的一种宽带信号源，其特征在于，除了超突变变容二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：章策珉，
申请(专利权)人：成都仕芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51