微波混合集成电路 合成频率源-编制说明
国家标准《微波混合集成电路合成频率源》(征求意见稿)编制说明
1工作简况
1.1任务来源
本项目是国家质量基础（NQI）项目中的一项。本国家标准的制定任务已列入2018年国家标准制修订项目，项目名称为《微波混合集成电路合成频率源》，项目编号为：20192058-T-339。本标准由中国电子科技集团公司第十三研究所负责组织制定，标准归口单位为全国半导体器件标准化技术委员会集成电路分技术委员会（TC78/SC2）。
1.2主要工作过程
接到编制任务，项目牵头单位中国电子科技集团公司第十三研究所成立了标准编制组。中国电子技术标准化研究院等相关单位参与标准编制工作。编制组落实了各单位职责，并制定编制计划。
编制组查找了国际、国内集成电路相关标准，认真研究了现行混合集成电路标准体系和相关标准技术内容，在此基础上形成了标准征求意见稿。
2标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题
2.1本标准制定原则
本标准遵循“科学性、实用性、统一性、规范性”的原则进行编制，依据GB/T 1.1-2009规则起草，确立了标准范围、规范性引用文件、术语和定义、分类、技术要求、电特性测试方法、检验规则、标志、定货信息、交货准备等一系列合成频率源的技术指标。
2.2标准的主要内容与依据
2.2.1本标准的定位
目前我国混合集成电路相关标准主要有GB/T 8976-1996《膜集成电路和混合膜集成电路总规范》、GB/T 11498-2018 《半导体器件集成电路第21部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范（采用鉴定批准程序）》、GB/T 13062-2018 《半导体器件集成电路第21-1部分：膜集成电路和混合膜集成电路空白详细规范（采用鉴定批准程序）》等。
从目前微波混合集成电路合成频率源的技术发展来看，还未有相关合成源的相关规范，只有相关测试要求，如：GB/T 35002-2018《微波电路频率源测试方法》。本标准给出了合成频率源的指标体系，并规定产品分类、检验规则、参数测试方法、标志、包装、贮存、运输等要求，可作为合成频率源一类产品的空白详细规范使用。下面对标准技术内容详细说明。
2.2.2术语和定义
常规术语引用GB/T 9178《集成电路术语》确立的定义。
2.2.3分类
合成频率源根据合成技术的不同主要分为三种：直接合成频率源、锁相式频率源、直接数字频率合成频率源。
2.2.4技术要求
对合成频率源的电特性、封装特性、其他特性指标进行了详细规定，其中电特性包括静态特性、动态特性、功能特性；封装特性包括外形图、热阻、耐焊接热、回流焊曲线等；其他特性包括工作温度范围、贮存温度范围、输入或输出电路功能框图、ESD、绝对最大额定值和推荐工作条件，用于指导编制详细规范。
2.2.5电特性测试方法
关于测试方法，目前主要依据GB/T 35002-2018 《微波电路频率源测试方法》。2.2.6检验规则
检验规则按照GB/T 11498-2018 《半导体器件集成电路第21部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范（采用鉴定批准程序）》的鉴定批准和质量一致性检验进行。
2.2.7交货准备
规定了包装、运输、装卸和贮存的要求。
3主要试验（或验证）情况分析
无。
4知识产权说明
无。
5采用国际标准和国外先进标准情况
编制组查找了相关国际标准，我国集成电路、半导体器件的标准体系是按照IEC TC47（半导体器件）、SC47A（集成电路）建立的，分为总规范、分规范、空白详细规范三个层次：
IEC748-20/QC763000(1988) 膜集成电路和混合膜集成电路总规范(idt GB/T 8976-1996 ) IEC 60748-21-1:1997半导体器件集成电路第21-1部分：膜集成电路和混合膜集成电路空白详细规范（采用鉴定批准程序）(idt GB/T 13062-2018)
IEC 60748-21:1997半导体器件集成电路第21部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范（采用鉴定批准程序）(idt GB/T 11498-2018)
上述3项标准都在上世纪90年代初制定，至今已有近30年的时间，IEC TC47和SC47A已经多次确认上述的标准的适用性，不少国家已表示不再使用该系列标准。
目前我国仍使用上述三项标准，但技术内容已陈旧落后需要更新技术内容。
本标准在制定过程中参考了上述三项标准的部分技术内容，并进行了部分技术内容的更新。
6与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性
本标准不违反现行的法律、法规和规章。与GB/T 8976-1996 《膜集成电路和混合膜集成电路总规范》、GB/T 13062-2018 《半导体器件集成电路第21-1部分：膜集成电路和混合膜集成电路空白详细规范（采用鉴定批准程序）》、GB/T 11498-2018《半导体器件集成电路第21部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范（采用鉴定批准程序）》协调一致，本标准可以作为目前国家标准体系的补充，健全现有的标准体系。
7重大分歧意见的处理经过和依据
无。
8标准性质的建议
本国家标准属于基础性标准，建议本标准草案通过审查后作为推荐性国家标准发布。
9贯彻标准的要求和措施建议
无。
10替代或废止现行相关标准的建议
无。
11其他应予说明的事项
无。
频率源综述
频率源综述 高树廷刘洪升 本文对频率源的类型和它们的基本原理 并对频率源的重要性 关键词 它的好坏直接影响雷达通 讯仪表等的性能指标它们的电子系 统性能好频谱分析仪这些仪表的关 键技术是有一个好的频率源有关单位就展开了频率合成技术的研制工作因技术难度大 到了80年代国内整机单位因工程需要这些研制班子经过 20多年的奋斗研制班子变动多次频率综 合技术与发达国家相比这足够证明频率源技术的难度 2.频率源简介 频率源是用来提供各种信号的电子设备随着 电子技术的发展即相位噪声越来越低 它们的频率稳定度一般在10-5以上` ?′?μ?ê×?o??÷???μ?ê?′óDè???ì?μ? ???°×?D??μ?ê2????ü×?μ?uHZ óè???ì?è c. 自动化使用灵活方便 自激振荡源和合成频率源常见的自 激振荡源有晶体振荡器介质振荡器YIG振荡器和波形产生器 等调谐带宽表1给出他们的区别和特点 技术含量高 合成频率源主要优点是频率稳定度高甚至比原 子钟的相噪还低控制方便缺点造价高合成频率源 一般可分为四大形式直接数字式频综 它们的优缺点由表2给出
项目相噪杂散频率步进工作频率跳频速度调制能力体积重量成本直接模拟式很好较难抑制很难做小全频段快有限大高 直接数字式好很难抑制很小低快方便小较低间接模拟式好好较难做小全频段慢有限较小较高间接数字式较好较好较小较低慢有限小低 2.2 合成频率源的主要技术指标 合成频率源的输出频率范围输出波形和调制状态电源 下面仅对相噪频率步进和跳频时间四项 做一简介 相噪就是短期频率稳定度是输出频率两边富氏频率的 函数记为 -dBc/HZ?ü?±?óó°?ì??′úμ?×ó?μí3μ?D??ü ó°?ì?óê??úμ??ì2a?üá|?à????éùμ?′óD?ó?ê?3??μ?ê óD1?既按20lgN变坏 杂散又没有被充分的抑制掉 一般用偏离输出频率多少频率上的频谱功率表示它也是 合成频率源的一项重要技术指标一般要求-60dBc 频率步进是一个频率点一个频率点合成出来的 把起始频率到终止频率叫最大频率步进 也就是频率捷变时间这段时间叫 跳频时间一般用相位差定义 以上四项技术指标是合成频率源中最重要的技术指标 3.合成频率源的基本原理 合成频率源的合成方法不同分直接模拟式间接模拟式和间接数字式四种 简介如下 归纳起来都是对基准频率进行各种各样的加减乘 除倍频器可视为对频率相乘通过对 频率进行加减乘除产生出各种新频率经放 大器这种方法也是经典方法目前100MHZ 晶振市场上能买到-169dBc/HZ@10kHZ的产品杂散决定滤波器的好坏 和电磁兼容性设计的合理程度目前开关速度一般在几 十nus到几百nus?a1?μ?í¨??±è???úò?°???oüo? ?a???μ×?è?1?2???ì?D???2¨?÷ò2oü??éè ??3é±???ê??±?ó?￡?aê??μ×?μ??÷òaè±μ? DDS DDS?üê1ó?êy×???ê?íê3é?μ ?êoí2¨D?μ?o?3é??ì??2°?2¨D?μ?·ù?è2?êyoí?à??D??￠ 1¤×÷ê±°′òa?ó1??éè?3?D??￠êy?Y?ù?-1y??2¨?ííê3é á??±?óêy×?ê?μ?o?3é?í′??úá??ˉ???è?êìa
微波混合集成电路 合成频率源-编制说明
国家标准《微波混合集成电路合成频率源》(征求意见稿)编制说明 1工作简况 1.1任务来源 本项目是国家质量基础（NQI）项目中的一项。本国家标准的制定任务已列入2018年国家标准制修订项目，项目名称为《微波混合集成电路合成频率源》，项目编号为：20192058-T-339。本标准由中国电子科技集团公司第十三研究所负责组织制定，标准归口单位为全国半导体器件标准化技术委员会集成电路分技术委员会（TC78/SC2）。 1.2主要工作过程 接到编制任务，项目牵头单位中国电子科技集团公司第十三研究所成立了标准编制组。中国电子技术标准化研究院等相关单位参与标准编制工作。编制组落实了各单位职责，并制定编制计划。 编制组查找了国际、国内集成电路相关标准，认真研究了现行混合集成电路标准体系和相关标准技术内容，在此基础上形成了标准征求意见稿。 2标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题 2.1本标准制定原则 本标准遵循“科学性、实用性、统一性、规范性”的原则进行编制，依据GB/T 1.1-2009规则起草，确立了标准范围、规范性引用文件、术语和定义、分类、技术要求、电特性测试方法、检验规则、标志、定货信息、交货准备等一系列合成频率源的技术指标。 2.2标准的主要内容与依据 2.2.1本标准的定位 目前我国混合集成电路相关标准主要有GB/T 8976-1996《膜集成电路和混合膜集成电路总规范》、GB/T 11498-2018 《半导体器件集成电路第21部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范（采用鉴定批准程序）》、GB/T 13062-2018 《半导体器件集成电路第21-1部分：膜集成电路和混合膜集成电路空白详细规范（采用鉴定批准程序）》等。 从目前微波混合集成电路合成频率源的技术发展来看，还未有相关合成源的相关规范，只有相关测试要求，如：GB/T 35002-2018《微波电路频率源测试方法》。本标准给出了合成频率源的指标体系，并规定产品分类、检验规则、参数测试方法、标志、包装、贮存、运输等要求，可作为合成频率源一类产品的空白详细规范使用。下面对标准技术内容详细说明。 2.2.2术语和定义
频率源技术前沿讲座
“频率源技术前沿讲座”心得报告 频率源是电子系统（雷达、通讯、测控、导航等）的基本信号来源，主要包括固定点频频率源和合成频率源两类。 固定点频频率源主要包括固定点频频率振荡器、固定点频锁相源和晶振倍频器等。固定点频频率振荡器在微波频段一般用于实现频率准确度要求不高的点频源。介质振荡器由于Q值高、尺寸小、易于实现混合集成，从而被较多地用来实现微波集成、低相噪、温度稳定的点频源，并可采用恒温或温补方式进一步提高频率精度。恒温压控振荡器由于温度漂移低、可直接实现高线性度超宽带调频，也得到了广泛应用。石英晶体振荡器是一种高稳定的频率源，但只能工作于几百兆赫范围内，微波频率的稳定频率源通常用石英晶体振荡器经倍频来实现，倍频可以采用锁相倍频或直接倍频。采用直接倍频方式可以获得最低的频谱近端相位噪声。随着大规模集成电路的发展，数字分频锁相电路由于附加相位噪声大幅降低、可靠性高、采用数字接口使用灵活等特点，在微波系统中得到最广泛的应用。 合成频率源又称频率合成器或频率综合器，按其构成方式可分为直接式和间接式。 直接频率合成器采用倍频器、分频器、混频器及微波开关来实现频率合成，具有最优的近端相位噪声和高速捷变频特性，但结构复杂、成本昂贵的特点限制其只能应用于雷达等高端应用领域。直接数字合成器(DDS)目前也得到了广泛应用，但高性能DDS产品的输出频率还有待提高，在微波领域其往往与锁相技术结合以混合方式实现微波频
率合成。锁相技术与直接式倍频器或DDS相结合的混合式频率合成器在提高系统性能的同时降低了直接合成方式的成本，已逐渐取代部分直接合成频率源应用在高性能频率源领域。 间接频率合成器采用锁相环(PLL)技术，目前应用最为广泛。这种合成方法使用的电路比直接式合成简单，它是通过鉴相实现相位反馈控制从而实现频率跟踪的闭环系统。模拟锁相环路附加相噪非常低，但电路复杂调试难度大。主要代表是脉冲取样锁相环路，用其制作的脉冲取样锁相介质振荡器(PDRO)可在X波段以上实现接近直接倍频相噪的小型化固定频率源，在频率低端(4GHz以下)通常使用脉冲取样锁相同轴介质腔振荡器(PCRO)以实现小型化。随着半导体技术的发展，数字分频锁相环路由于性能大幅提高、成本大幅降低且具有高的可靠性而得到最广泛应用。 锁相频率源输出信号在环路带宽内的相噪主要受参考信号、鉴相器、分频器以及分频比影响，在环路带宽以外主要取决于VCO相噪。降低相噪最重要的是降低分频比，但会降低频率分辨率，实现高的频率分辨率通常需要采用多环路设计或插入DDS合成器。选择低相噪的参考源和VCO、低基底相噪的鉴相器和分频器对降低相噪也是很重要的。环路对带内外噪声抑制特性、环路附加相位噪声等都与环路设计参数有关，因此相噪特性优化的关键是选择合适的环路带宽并合理设计环路滤波器。锁相式频综由于反馈电路固有的惰性，决定其锁定速度较慢，其锁定（频率切换）速度跟环路带宽、初始频差有关。提高频率切换速度的一般方法是增加锁相环环路带宽、采用可变增益的
微波频率测量
微波频率测量 摘要：频率是微波仪器的重要参数，，频率测量是检测微波仪器是否正常运行的有效手段，而提高频率测量精度是微波频率测量可靠性的保证。本文概述了微波频率测量的基本原理，列举了目前常用的频率测量方法，并给出了每种方法的基本原理，最后给出了光频测量的基本概念。 关键词：频率测量，测量方法，光频测量 1 引言 现代科学技术的发展是建立在精密测量基础上的，目前人们所涉及到的物理量和物理常数中，频率和时间是最精密、最准确的计量单位，其他许多测量可以转化为频率和时间的测量。频率时间测量在测量和计量领域中有着重要的作用，它的准确与否决定着其它许多物理量及基本物理常数的精度及定义。计量精度的提高，不仅为人们更精确的认识和发现物质世界提供了机会，而且也是一个国家战略竞争力的重要标志之一。目前以微波频率标准为核心的原子钟除了作为全世界时间频率的基准外，同时也在全球定位系统、信息高速公路等方面起着关键的作用，在信息科技日益发达的今天，高精度频率测量的研究是关系经济发展、科技创新和国家安全的重要内容。本文在介绍微波频率测量基本原理的基础上，分析了常用的微波频率测量方法。 2 基本频率测量方法 测量频率的方法无非是设法将被测频率直接或间接地与标准频率进行比较。按照具体进行比较的方式不同，频率测量可分为许多种不同的方法。频率测量所能达到的精度，主要取决于作为标准器使用的频率源的精度以及所使用的测量设备和测量方法。按照测量装置中是否包含有作为标准频率的振荡源，可以分为有源法和无源法两大类。有源法是将未知频率f x的信号与仪器内部产生的或外加的频率f s为已知的信号直接比较频率。比较的方法最常用的有外差法和计数法两种。 外差法就是将外来未知信号f x与本机的外差振荡器及准确已知频率f s一同加于混频器，在混频器输出端取得差频。通常根据已知频率f s的情况可将外差法分为“零差法”、“恒差法”和“测差法”三种类型。 计数法是指以计数式频率计为代表的计数测频法，实质上仍是将未知频率f x 与标准频率f s相比较。当今所有的微波计数式频率计是靠预分频技术和更多的是采用各种向下变频技术，将被测微波频率变成数百兆赫以下的频率，再由直接计数器测量之，并能设法直接显示出被测微波频率值。按照不同的变频原理，可将微波技术频率计分为预分频式、外差变频式、频率转换式和谐波外差式等。