一种低相位噪声时钟频率源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低相位噪声时钟频率源装置，包括依次连接的100MHz参考源、二倍频器、第一带通滤波器、第一微波放大器、三倍频器、第二带通滤波器、第二微波放大器、四倍频器、第三带通滤波器、第三微波放大器、二功分器、三分频器、第一低通滤波器、五分频器、第二低通滤波器、混频器、第四带通滤波器、第四微波放大器。本发明专利技术相位噪声低，与理论值相当，无明显恶化；近端噪声低；体积小、功耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种低相位噪声时钟频率源装置
本专利技术属于频率合成领域，具体为一种低相位噪声时钟频率源装置。
技术介绍
时钟频率源是现代电子系统的重要组成部分，它为高速数字电路提供高稳定、高精度的时钟信号。随着高速数字电路元器件性能的提升，其时钟信号频率越来越高，目前GHz级别的时钟信号已属常见，随之而来的问题是高频的时钟信号的相位噪声性能直接影响到时钟信号的稳定性，进而影响高速电路的性能实现及工作的稳定性。目前现有的高频时钟频率源产生技术主要有：倍频技术、锁相技术。倍频技术一般由一个高稳定参考源，通过倍频技术进行乘法运算，并配以滤波、放大，产生需要的频率信号输出；当所需时钟频率源信号的频率不是参考源整数倍时，一般先通过分频进行除法运算，再进行倍频，配以滤波、放大，产生需要的频率信号输出。锁相技术主要由高稳定参考源、前置分频器(必要时)、压控振荡器、鉴相器、分频器和环路滤波器组成。压控振荡器的输出信号经分频器后在鉴相器内与高稳定参考源信号进行鉴相，当压控振荡器发生频率漂移时，鉴相器输出的控制电压也随之变化，从而使压控振荡器频率始终锁定在预先设定的高稳定参考源的N倍频率；当所需时钟频率源信号的频率不是参考源整数倍时，一般先通过前置分频器将参考源信号进行分频后，再与压控振荡器的分频信号在鉴相器内进行鉴相锁频，产生需要的频率信号输出。目前越来越多的场景下，高速数字电路的最佳时钟频率几乎都不是参考源频率的整数倍。现有的倍频技术通过先分频再倍频的方式也可产生所需的时钟信号，但缺点是倍频次数太高，不可避免的造成时钟信号近端噪声过高，影响时钟信号质量。现有的锁相技术通过参考源信号前置分频后与压控振荡器的分频信号在鉴相器内进行鉴相锁频，产生需要的时钟信号，缺点是相位噪声恶化明显，其较理论值的恶化量为参考源信号前置分频比的对数值。
技术实现思路
本专利技术提出了一种低相位噪声时钟频率源装置。实现本专利技术的技术解决方案为：一种低相位噪声时钟频率源装置，包括100MHz参考源、二倍频器、第一带通滤波器、第一微波放大器、三倍频器、第二带通滤波器、第二微波放大器、四倍频器、第三带通滤波器、第三微波放大器、二功分器、三分频器、第一低通滤波器、五分频器、第二低通滤波器、混频器、第四带通滤波器、第四微波放大器；所述100MHz参考源用于产生频率为100MHz的参考信号；所述二倍频器用于对频率为100MHz的参考信号进行乘二运算，产生频率为200MHz的二倍频信号；所述第一带通滤波器用于对频率为200MHz的信号进行滤波，抑制除200MHz外的其它分量信号；所述第一微波放大器用于将频率为200MHz的信号进行功率放大；所述三倍频器用于对频率为200MHz的参考信号进行乘三运算，产生频率为600MHz的三倍频信号；所述第二带通滤波器用于对频率为600MHz的信号进行滤波；所述第二微波放大器用于将频率为600MHz的信号进行功率放大；所述四倍频器对频率用于为600MHz的参考信号进行乘四运算，产生频率为2400MHz的四倍频信号；所述第三带通滤波器用于对频率为2400MHz的信号进行滤波；所述第三微波放大器用于将频率为2400MHz的信号进行功率放大；所述二功分器用于将频率为2400MHz的信号进行功率分配为两路；所述三分频器用于对其中一路频率为2400MHz的参考信号进行除三运算，产生频率为800MHz的三分频信号；所述第一低通滤波器用于对频率为800MHz的信号进行滤波；所述五分频器用于对频率为800MHz的参考信号进行除五运算，产生频率为160MHz的五分频信号；所述第二低通滤波器用于对频率为160MHz的信号进行滤波，抑制多余的高次分量信号；所述混频器用于将频率为160MHz的信号与另一路频率为2400MHz的信号进行加法运算，混频产生的信号频率为2560MHz；所述第四带通滤波器用于对频率为2560MHz的信号进行滤波，抑制除2560MHz外的其它分量信号；所述第四微波放大器用于将频率为2560MHz的信号进行功率放大。优选地，所述二倍频器、三倍频器5、四倍频器均采用无源倍频二极管电路。优选地，所述第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第一低通滤波器、第二低通滤波器均采用LTCC高通或低通滤波器组合实现。优选地，所述第四带通滤波器采用FBAR滤波器。优选地，所述第一微波放大器、第二微波放大器、第三微波放大器、第四微波放大器均采用InGaPHBT工艺的微波放大器芯片。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)相位噪声低，与理论值相当，无明显恶化；(2)合理设计倍频比、分频比，输出时钟频率信号的近端噪声低；(3)倍频链路采用逐级低次倍频的设计思路，降低了链路中滤波器以及微波放大器的性能要求，仅用LTCC高通或低通滤波器以及小电流低增益放大器就能满足链路要求，从而体积更小、功耗更低。下面结合附图对本专利技术做进一步详细的描述。附图说明图1为本专利技术的原理图。具体实施方式一种低相位噪声的时钟频率源装置，采用倍频、分频、混频等多种直接模拟频率合成技术，结合LTCC滤波器，实现了2560MHz时钟频率源输出相位噪声达到了-130dBc/Hz@1kHz，具有相位噪声低、近端噪声低、体积小、功耗低等优点。如图1所示，一种低相位噪声时钟频率源装置包括：100MHz参考源1、二倍频器2、第一带通滤波器3、第一微波放大器4、三倍频器5、第二带通滤波器6、第二微波放大器7、四倍频器8、第三带通滤波器9、第三微波放大器10、二功分器11、三分频器12、第一低通滤波器13、五分频器14、第二低通滤波器15、混频器16、第四带通滤波器17、第四微波放大器18。100MHz参考源1为低相位噪声的恒温晶振，产生频率为100MHz的参考信号；二倍频器2对频率为100MHz的参考信号进行乘二运算，产生频率为200MHz的二倍频信号；第一带通滤波器3对频率为200MHz的信号进行滤波，抑制除200MHz外的其它分量信号；第一微波放大器4用来将频率为200MHz的信号进行功率放大；三倍频器5对频率为200MHz的参考信号进行乘三运算，产生频率为600MHz的三倍频信号；第二带通滤波器6对频率为600MHz的信号进行滤波，抑制除600MHz外的其它分量信号；第二微波放大器7用来将频率为600MHz的信号进行功率放大；四倍频器8对频率为600MHz的参考信号进行乘四运算，产生频率为2400MHz的四倍频信号；第三带通滤波器9对频率为2400MHz的信号进行滤波，抑制除2400MHz外的其它分量信号；第三微波放大器10用来将频率为2400MHz的信号进行功率放大；二功分器11将频率为2400MHz的信号进行功率分配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低相位噪声时钟频率源装置，其特征在于，包括100MHz参考源、二倍频器、第一带通滤波器、第一微波放大器、三倍频器、第二带通滤波器、第二微波放大器、四倍频器、第三带通滤波器、第三微波放大器、二功分器、三分频器、第一低通滤波器、五分频器、第二低通滤波器、混频器、第四带通滤波器、第四微波放大器；/n所述100MHz参考源用于产生频率为100MHz的参考信号；/n所述二倍频器用于对频率为100MHz的参考信号进行乘二运算，产生频率为200MHz的二倍频信号；/n所述第一带通滤波器用于对频率为200MHz的信号进行滤波，抑制除200MHz外的其它分量信号；/n所述第一微波放大器用于将频率为200MHz的信号进行功率放大；/n所述三倍频器用于对频率为200MHz的参考信号进行乘三运算，产生频率为600MHz的三倍频信号；/n所述第二带通滤波器用于对频率为600MHz的信号进行滤波；/n所述第二微波放大器用于将频率为600MHz的信号进行功率放大；/n所述四倍频器对频率用于为600MHz的参考信号进行乘四运算，产生频率为2400MHz的四倍频信号；/n所述第三带通滤波器用于对频率为2400MHz的信号进行滤波；/n所述第三微波放大器用于将频率为2400MHz的信号进行功率放大；/n所述二功分器用于将频率为2400MHz的信号进行功率分配为两路；/n所述三分频器用于对其中一路频率为2400MHz的参考信号进行除三运算，产生频率为800MHz的三分频信号；/n所述第一低通滤波器用于对频率为800MHz的信号进行滤波；/n所述五分频器用于对频率为800MHz的参考信号进行除五运算，产生频率为160MHz的五分频信号；/n所述第二低通滤波器用于对频率为160MHz的信号进行滤波，抑制多余的高次分量信号；/n所述混频器用于将频率为160MHz的信号与另一路频率为2400MHz的信号进行加法运算，混频产生的信号频率为2560MHz；/n所述第四带通滤波器用于对频率为2560MHz的信号进行滤波，抑制除2560MHz外的其它分量信号；/n所述第四微波放大器用于将频率为2560MHz的信号进行功率放大。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低相位噪声时钟频率源装置，其特征在于，包括100MHz参考源、二倍频器、第一带通滤波器、第一微波放大器、三倍频器、第二带通滤波器、第二微波放大器、四倍频器、第三带通滤波器、第三微波放大器、二功分器、三分频器、第一低通滤波器、五分频器、第二低通滤波器、混频器、第四带通滤波器、第四微波放大器；
所述100MHz参考源用于产生频率为100MHz的参考信号；
所述二倍频器用于对频率为100MHz的参考信号进行乘二运算，产生频率为200MHz的二倍频信号；
所述第一带通滤波器用于对频率为200MHz的信号进行滤波，抑制除200MHz外的其它分量信号；
所述第一微波放大器用于将频率为200MHz的信号进行功率放大；
所述三倍频器用于对频率为200MHz的参考信号进行乘三运算，产生频率为600MHz的三倍频信号；
所述第二带通滤波器用于对频率为600MHz的信号进行滤波；
所述第二微波放大器用于将频率为600MHz的信号进行功率放大；
所述四倍频器对频率用于为600MHz的参考信号进行乘四运算，产生频率为2400MHz的四倍频信号；
所述第三带通滤波器用于对频率为2400MHz的信号进行滤波；
所述第三微波放大器用于将频率为2400MHz的信号进行功率放大；
所述二功分器用于将频率为2400MHz的信号进行功率分配为两路；
所述三分频器用于对其中一路频率为2400MHz的参考信号进行除三运...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，张芸，丁鼎，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32