一种提高相位噪声的频率源制造技术

本发明专利技术公开了一种提高相位噪声的频率源，主要解决传统频率源合成方案无法兼具的小型化

【技术实现步骤摘要】
一种提高相位噪声的频率源


[0001]本专利技术涉及雷达通信
，具体地说，是涉及一种提高相位噪声的频率源
。

技术介绍

[0002]系统的核心部件，广泛应用于雷达
、
通信
、
测控
、
对抗和导航等领域
。
随着现代电子技术的发展，电子类设备性能不断提高，功能不断增加，同时也对频率源的各方面性能提出了更高的要求
。
频率源的指标主要包括有：小型化
、
小步进
、
高稳定度
、
超宽带
、
低相噪
、
低杂散
、
低功耗
、
捷变频
、
快速启动等
。
想要全面兼顾难度较大
。
同时，在不同的应用领域中对频率源各项指标要求的侧重点也有所不同，因此频率源在设计时常常需要结合实际应用场景，对各项指标进行取舍和折中
。
[0003]现有的频率源的实现方式有多种，包括锁相环（
PLL
）式频率源，直接频率合成式频率源，
DDS
激励
PLL
频率源等
。
锁相环（
PLL
）不能实现细步进跳频
、
相位噪声较差；如图1所示，锁相环（ PLL
）式频率源，电路简单，杂散抑制较好，但是相位噪声较差
。DDS
虽然能实现细步进跳频，输出相位噪声好，但是受限于其工作原理，不能输出较为高频
、
宽频带的信号，而且由于
DDS
内部的
DAC
（ 数模转换器）的非线性特征，导致输出杂散也非常多，影响信号质量
。DDS
输出信号与倍频信号混频，能输出高频信号
、
相位噪声好，但不能输出宽频带信号，杂散抑制差
。
如图2所示，直接频率合成式频率源，相位噪声较好，但是体积大
、
无法输出宽频带的信号
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种提高相位噪声的频率源，主要解决传统频率源合成方案无法兼具的小型化
、
细步进的技术问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种提高相位噪声的频率源，包括将输入的时钟信号功分为两路的第一功分器，输入端与第一功分器的一个输出端相连的第二功分器，分别与第二功分器的两个输出端相连的第二锁相环
、
第三锁相环，输入端与第二锁相环的输出端相连且一个输出端反馈信号至第二锁相环的第五功分器，输入端与第五功分器的另一个输出端相连的主锁相环，输入端与主锁相环的输出端相连且一个输出端直接输出信号的第六功分器，输入端与第三锁相环的输出端相连且一个输出端反馈信号至第三锁相环的第三功分器，与第六功分器的另一个输出端和第三功分器另一个输出端及主锁相环的参考输入端
REFin
均相连的降频混频电路，输入端与第一功分器的另一个输出端相连的第一
×2倍频器，经第一带通滤波器与第一
×2倍频器的输出端相连的第四锁相环，输入端与第四锁相环的输出端相连且一个输出端反馈信号至第四锁相环的第四功分器，以及与第四功分器的另一个输出端和降频混频电路相连的开关选择滤波电路
。
[0006]进一步地，在本专利技术中，所述主锁相环包括射频输入端
RF
与第五功分器的一个输出端相连的第一鉴相器，一端与第一鉴相器的时钟信号输出端
CPo
相连的主环路滤波器，以
及控制端与主环路滤波器的另一端相连且其输出端与第六功分器的输入端相连的第一压控振荡器
VCO1
；其中，第一鉴相器的参考输入端
REFin
与降频混频电路相连；所述主环路滤波器包括正相输入端接控制电压
Vt
的第一运放
OP1
，一端与第一运放
OP1
的反相输入端相连且另一端与第一鉴相器的时钟信号输出端
CPo
相连的电阻
R1
，一端与第一鉴相器的时钟信号输出端
CPo
相连且另一端接地的电容
C1
，连接于第一运放
OP1
的反相输入端与输出端之间的电容
C2
，串联后并联于电容
C2
两端的电阻
R2、
电容
C3
，一端与第一运放
OP1
的输出端相连且另一端与第一压控振荡器
VCO1
的控制端相连的电阻
R3
，以及一端与第一压控振荡器
VCO1
的控制端相连且另一端接地的电容
C4。
[0007]进一步地，在本专利技术中，所述第二锁相环包括参考输入端
REFin
与第二功分器的一个输出端相连的第二鉴相器，一端与第二鉴相器的
NU
引脚
、ND
引脚相连的第二环路滤波器，以及控制端与第二环路滤波器的另一端相连且其输出端与第五功分器的输入端相连的第二压控振荡器
VCO2
；所述第二环路滤波器包括正相输入端经串联后的电阻
R6、
电容
C7
到地的第二运放
OP2
，一端与第二运放
OP2
的正相输入端相连且另一端与第二鉴相器的
ND
引脚相连的电阻
R5
，一端与第二鉴相器的
ND
引脚相连相连且另一端接地的电容
C6
，一端与第二运放
OP2
的反相输入端相连且另一端与第二鉴相器的
NU
引脚相连的电阻
R4
，一端与第二鉴相器的
NU
引脚相连相连且另一端接地的电容
C5
，串联后连接于第二运放
OP2
的反相输入端与输出端之间的电阻
R7、
电容
C8
，一端与第二运放
OP2
的输出端相连且另一端与第二压控振荡器
VCO2
的控制端相连的电阻
R8
，以及一端与第二压控振荡器
VCO2
的控制端相连且另一端接地的电容
C9。
[0008]进一步地，在本专利技术中，所述第三锁相环包括参考输入端
REFin
与第二功分器的另一个输出端相连的第三鉴相器，一端与第三鉴相器的
NU
引脚
、ND
引脚相连的第三环路滤波器，以及控制端与第三环路滤波器的另一端相连且其输出端与第三功分器的输入端相连的第三压控振荡器
VCO3
；所述第三环路滤波器包括正相输入端经串联后的电阻
R11、
电容
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提高相位噪声的频率源，其特征在于，包括将输入的时钟信号功分为两路的第一功分器，输入端与第一功分器的一个输出端相连的第二功分器，分别与第二功分器的两个输出端相连的第二锁相环
、
第三锁相环，输入端与第二锁相环的输出端相连且一个输出端反馈信号至第二锁相环的第五功分器，输入端与第五功分器的另一个输出端相连的主锁相环，输入端与主锁相环的输出端相连且一个输出端直接输出信号的第六功分器，输入端与第三锁相环的输出端相连且一个输出端反馈信号至第三锁相环的第三功分器，与第六功分器的另一个输出端和第三功分器另一个输出端及主锁相环的参考输入端
REFin
均相连的降频混频电路，输入端与第一功分器的另一个输出端相连的第一
×2倍频器，经第一带通滤波器与第一
×2倍频器的输出端相连的第四锁相环，输入端与第四锁相环的输出端相连且一个输出端反馈信号至第四锁相环的第四功分器，以及与第四功分器的另一个输出端和降频混频电路相连的开关选择滤波电路
。2.
根据权利要求1所述的一种提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述主锁相环包括射频输入端
RF
与第五功分器的一个输出端相连的第一鉴相器，一端与第一鉴相器的时钟信号输出端
CPo
相连的主环路滤波器，以及控制端与主环路滤波器的另一端相连且其输出端与第六功分器的输入端相连的第一压控振荡器
VCO1
；其中，第一鉴相器的参考输入端
REFin
与降频混频电路相连；所述主环路滤波器包括正相输入端接控制电压
Vt
的第一运放
OP1
，一端与第一运放
OP1
的反相输入端相连且另一端与第一鉴相器的时钟信号输出端
CPo
相连的电阻
R1
，一端与第一鉴相器的时钟信号输出端
CPo
相连且另一端接地的电容
C1
，连接于第一运放
OP1
的反相输入端与输出端之间的电容
C2
，串联后并联于电容
C2
两端的电阻
R2、
电容
C3
，一端与第一运放
OP1
的输出端相连且另一端与第一压控振荡器
VCO1
的控制端相连的电阻
R3
，以及一端与第一压控振荡器
VCO1
的控制端相连且另一端接地的电容
C4。3.
根据权利要求2所述的一种提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述第二锁相环包括参考输入端
REFin
与第二功分器的一个输出端相连的第二鉴相器，一端与第二鉴相器的
NU
引脚
、ND
引脚相连的第二环路滤波器，以及控制端与第二环路滤波器的另一端相连且其输出端与第五功分器的输入端相连的第二压控振荡器
VCO2
；所述第二环路滤波器包括正相输入端经串联后的电阻
R6、
电容
C7
到地的第二运放
OP2
，一端与第二运放
OP2
的正相输入端相连且另一端与第二鉴相器的
ND
引脚相连的电阻
R5
，一端与第二鉴相器的
ND
引脚相连相连且另一端接地的电容
C6
，一端与第二运放
OP2
的反相输入端相连且另一端与第二鉴相器的
NU
引脚相连的电阻
R4
，一端与第二鉴相器的
NU
引脚相连相连且另一端接地的电容
C5
，串联后连接于第二运放
OP2
的反相输入端与输出端之间的电阻
R7、
电容
C8
，一端与第二运放
OP2
的输出端相连且另一端与第二压控振荡器
VCO2
的控制端相连的电阻
R8
，以及一端与第二压控振荡器
VCO2
的控制端相连且另一端接地的电容
C9。4.
根据权利要求3所述的一种提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述第三锁相环包括参考输入端
REFin
与第二功分器的另一个输出端相连的第三鉴相器，一端与第三鉴相器的
NU
引脚
、ND
引脚相连的第三环路滤波器，以及控制端与第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾永贵，
申请(专利权)人：成都世源频控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：