P波段小步进频率合成器的研制
第2章频率合成器的工作原理与主要部件
§2-3 压控振荡器
§2-3 压控振荡器
一.对于压控振荡器,一般应该考虑如下的要求:
Vm
2
(
e )
Vm
2
(3
e )
§2-2-1 门鉴相器-----与非门
由此,可以画出与非门鉴相器的
vd (t) ~e 关系图
Kd
Vm
2
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
Vd VRVV
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
从图中可以看出,异或门输出的波形为输入波形周期的一半
二.电流型鉴频鉴相器
C1,C2和R构成积 分滤波网络.
场效应管BG3为源 极输出器,误差电 压从源极输出,加 到压控振荡器上去 控制VCO频率的 变化.
二.电流型鉴频V 鉴A(j相)器I0(j)Z(j)
数字比相器对两个输入信号进行比相,比相后电流开关 在A点产生充电或放电电流I(t).
I(t)的宽度反映了两个输入信号的相位差值. I(t)的极性反映了两个输入信号的相位差的正或负值.
有比相作用,而脉冲上升沿不影响输出电 平.即对输入脉冲的宽度无一定要求. (2)由与非门2,3和4,5组成的两个RS触 发器具有记忆正负相位差的作用,它是此 比相器的关键部件.而与非门8具有比相 后的复原作用.
一.电压型鉴频鉴相器
2.恒压泵电路(书P56)
一.电压型鉴频鉴相器
3.鉴频原理 当输入信号基准信号和比较信号的相位
一种C波段小步进捷变频频率综合器的设计
一种C波段小步进捷变频频率综合器的设计由法宝;张春荣;余铁军【摘要】本文介绍了一种小步进、低相噪、低杂散、捷变频锁相频率综合器的设计与实现，本设计选用超低相噪锁相环芯片，采用小数分频实现小步进，通过双锁相环“乒乓”工作实现捷变频，经过对环路参数的精心设计，较好的实现了相位噪声、杂散等技术指标。
%Development and implementation of a small step, low phase noise, low spur, agile PLL frequency syn-thesizer are presented. Ultralow phase noise PLL chip is selected in the design, using decimal frequency divider to implement small step, and using ping-pang operation of double PLLs to realize frequency agile. The technical spec-ifications like phase noise, spurious are better achieved by carefully designing loop parameters.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】4页(P59-62)【关键词】小步进;低相噪;低杂散;捷变频;锁相频率综合器【作者】由法宝;张春荣;余铁军【作者单位】西安电子工程研究所，西安710100;西安电子工程研究所，西安710100;西安电子工程研究所，西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN741 引言频率综合器作为现代电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备。
随着现代军事、国防及无线通信事业的发展，雷达、电子对抗、制导武器、移动通信和电子测量仪器等电子系统对频率综合器提出了越来越高的要求。
小型化宽带细步进频率合成器设计
电子设计工程Electronic Design Engineering第29卷Vol.29第8期No.82021年4月Apr.2021收稿日期：2020-04-30稿件编号：202004263作者简介：王文凯（1982—），男，黑龙江牡丹江人，硕士研究生，工程师。
研究方向：宽带频率合成器设计与实现。
在超外差体制通信侦察系统中，宽频带、细步进、低杂散频率合成器在系统应用中是必不可少的组成部分，得到了广泛应用并被提出了越来越高的要求。
在通常的多环设计方案中，DDS+PLL 的实现方案得到了广泛应用，其中DDS 提供细步进频率，与PLL 产生的宽带信号进行混频，经过滤波后输出，以实现宽带细步进频率合成器的设计。
该方案通常需要3个甚至3个以上锁相环实现，在现实应用中较难实现小型化、轻量化设计，且由于DDS 自身功耗高而导致系统功耗较大[1-3]。
故文中提出了一种通过改变副环输出频率作为主环的参考信号，通过使用鉴相频率原理环路带宽转折点，并合理避开Delta-sigrma 产生小数杂散的双环设计方案，实现小型化、宽频带、细步进频率合成器的设计[4-5]。
1设计原理1.1单环PLL 频率合成器基本的单环频率合成器（PLL ）由鉴相器（PD ）、环路滤波器（LF ）、压控振荡器（VCO ）和反馈可变分频器（需要时）4部分组成，单环频率合成器基本原理框图如图1所示[6]。
其中，可变分频器通常集成在鉴相器芯片中，可通过程序根据需要控制其分频比，但当压控振荡器反馈频率高于鉴相器最高工作频率小型化宽带细步进频率合成器设计王文凯（西南电子技术研究所，四川成都610036）摘要：在通信侦察系统中，超外差接收体制为适用范围很广的一种侦察体制，频率合成器是其中必不可少的重要组成部分。
针对现在工程项目中实现频率合成器宽频带、细步进、低相位噪声的目的，相比于单环锁相环设计，文中通过多环设计方法实现了频率合成器杂散抑制、相位噪声等技术指标上的提高。
X波段小步进频率合成器的设计及实现
Ｘ波 段 小 步 进 频 率合成 器 的设 计 及 实 现
潘 积 文 ， 光 灿 ， 长 发 李 周 （ 州 航 天 计 量 测 试 技 术 研 究 所 ， 州 贵 阳 ５０ ０ ） 贵 贵 ５ ０ ９
摘 要 ：介 绍 一 种 小 步 进 、 相 位 噪 声 的 频 率 合 成 方 法 。 采 用 直 接 数 字 合 成 （ ＤＳ 产 生 小 步 进 信 低 Ｄ ）
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｆａ ｓ ａ ｌｓｅ ｒ ｑ ｅ ｙ ｓ ｎｔ ｅ ｉｅ ｔ Ｘ —ｂ ｎ ｓｇ ｎｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎｔ ｏ ｍ ｌ ｔ ｐ ｆｅ ｕ ｎｃ ｙ ｈ ｓｚ ｒ ａ — ａ ｄ
Ｐ ｉＷ ｅ Ｌ ａ ｇ Ｃａ Ｚ ＡＮ ｊ ｎ， Ｉ Ｇｕ ｎ ｎ， ＨＯＵ Ｃｈ ｎ ａ ａｇＦ
号 ， 用 ５ＭＨｚ整 数 步 进 锁 相 环 与 混 频 电路 组 合 方 式 改 善 了合 成 器 的 杂 散 和 相 位 噪 声 。 利
关 键 词 ：频 率 合 成 器 ； 位 噪 声 ； 接 数 字 合 成 （ ＤＳ ； 步 进 信 号 相 直 Ｄ ）小
中 图 分 类 号 ：Ｔ ６ Ｎ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ — ９ ８ ２ １ ） ０ ０ ５ — ２ ２ ８ ７ ９ （００ １ — ０ １ ０
相 环 （ Ｌ ） 直 接 数 字 频 率 合 成 和 Ｄ Ｓ Ｐ Ｌ混 频 方 式 ［ 。 ＰＬ、 Ｄ＋Ｌ ２ １
直 接频 率合 成 已经 较少 采用 ；Ｌ Ｐ Ｌ在 各 类 电 子 系 统 中 得
变 频 的 方 式 实 现 频 率 由 低 向 高 频 段 扩 展 和 搬 移 ， 而 实 从 现 Ｘ波段 信号 的输 出 。 厶 ｆ ＝ ￣ ｍｆ － （） １ （） ２
基于DDS和PLL的频率合成器的研制
(a)span=250KHz fb)span=10KHz
图4.14一波段70.955MHz频谱
Fi94.14the spectrum at70.955MHz in the fast band
(b)胛”2lO舭
(a)spa^:250KHz
图4.15一波段72.055Wlz频谱
Fi94.15the spectrum at72.055MI-tz in the first band
首先分析直接数字频率合成器(DDS)的基本结构、工作原理、杂散来源、输出频谱特性。然后介绍了锁相环(PLL)的基本结构、相位模型、频率响应、噪声及杂散性能。接着对DDS+PLL频率合成器常用组合方案进行了介绍,并对DDS+PLL系统的相位噪声、杂散、频率转换速度进行了分析。
DDS+PLL频率合成方法有很多优点。它可以将DDS的超高频率分辨率、高频率精确度、容易实现程控等优点与锁相环良好的窄带跟踪滤波特性相结合。利用这一理论并结合系统要求的技术指标,选用了性能优良的DDS和PLL芯片,最终实现方案采用了DDS+PLL+混频+倍频等综合频率合成技术,有效的减小了环路N值,实现了宽带低相位噪声高分辨率频率合成器。分析了电路的主要组成单元,对重要的技术和电路单元作了详细说明,最后对电路进行了测试。
X波段小步进频率合成器的设计及实现.
X波段小步进频率合成器的设计及实现摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为1～26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，采用1．8 V电源，TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。
关键词：Butte摘要：介绍一种小步进、低相位噪声的频率合成方法。
采用直接数字合成（DDS）产生小步进信号，利用5 MHz整数步进锁相环与混频电路组合方式改善了合成器的杂散和相位噪声。
关键词：频率合成器；相位噪声；直接数字合成（DDS）；小步进信号频率合成器是现代电子系统的重要组成部分，是决定电子通信系统性能的关键部件。
20世纪90年代以来，基于微波元器件和集成电路工艺技术的显著进展，微波技术也得到了飞速的发展。
作为一个适用性广泛的技术，频率合成器的用途覆盖了无线电通信、雷达定位、遥测遥控、卫星通信、武器装备微波系统等领域。
现代频率合成器技术主要向高频率、宽频带、小步进、低相位噪声和低杂散等方面发展[1]。
目前频率合成方法主要有：模拟直接频率合成、锁相环(PLL)、直接数字频率合成和DDS+PLL混频方式[2]。
直接频率合成已经较少采用；PLL在各类电子系统中得到广泛的应用，但仅仅用简单的PLL无法解决小步进和宽频率带宽的矛盾；DDS能够实现小步进高分辨率的信号，但其杂散性能较差[3]；DDS+PLL混合方式能够满足小步进、低相噪的高频宽带信号要求。
1 方案设计频率合成器主要设计指标为：(1)频率：X波段300 MHz带宽;(2)步进：100 Hz；(3)输出功率：＞10 dBm；(4)相位噪声：＜-95 dBc/Hz@10 kHz；(5)杂散：＜－60 dBc。
频率合成器的设计
频率合成器的设计频率合成器的设计1 前言频率合成器是现代无线通信设备中一个重要的组成部分，直接影响着无线通信设备的性能。
频率合成技术历经了早期的直接合成技术（DS）和锁相合成技术（PLL），发展到如今的直接数字合成技术（D DS）。
直接数字合成技术具有分辨率高，转换速度快，相位噪声低等优点，在无线通信中发挥着越来越重要的作用。
随着大规模集成电路的发展，利用锁相环频率合成技术研制出了很多频率合成集成电路。
频率合成器是电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备，随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达和电子对抗等技术的发展，对频率合成器提出了越来越高的要求。
频率合成技术是将一个或多个高稳定、高精确度的标准频率经过一定变换，产生同样高稳定度和精确度的大量离散频率的技术。
频率合成理论自20世纪30年代提出以来，已取得了迅速的发展，逐渐形成了目前的4种技术：直接频率合成技术、锁相频率合成技术、直接数字式频率合成技术和混合式频率合成技术。
本文是以如何设计一个锁相环频率合成器为重点，对频率合成器做了一下概述，主要介绍了锁相环这一部分，同时也对锁相环频率合成器的设计及调试等方面进行了阐述。
2总体方案设计实现频率合成的方法有多种，可用直接合成，锁相环式，而锁相环式的实现方法又有多种，例如可变晶振，也可变分频系数M，还可以用单片机来实现等等。
下面列出了几种用锁相法实现频率合成的方案。
2.1方案一SHAPE \* MERGEFORMAT图2.1 方案一原理框图如图2.1所示，在VCO的输出端和鉴相器的输入端之间的反馈回路中加入了一个÷N的可变分频器。
高稳定度的参考振荡器信号f R经R 次分频后，得到频率为f r的参考脉冲信号。
同时，压控振荡器的输出经N次分频后，得到频率为f d的脉冲信号，两个脉冲信号在鉴频鉴相器进行频率或相位比较。
当环路处于锁定状态时，输出信号频率：fo= N*f d。
只要改变分频比N，即可实现输出不同频率的fo，从而实现由fr合成fo的目的。
基于DDS和PLL的频率合成器的研制的开题报告
基于DDS和PLL的频率合成器的研制的开题报告摘要：本文针对频率合成器的研制，介绍了基于DDS和PLL的频率合成器的原理和设计方法。
首先，阐述了频率合成器的原理和应用领域。
然后，分别介绍了DDS和PLL技术的基本原理和特点。
接着，深入分析了基于DDS和PLL的频率合成器的工作原理及其实现过程。
最后，总结了该项研究的意义和价值，并对后续的研究提出了展望。
关键词：频率合成器；DDS；PLL；原理；设计一、研究背景频率合成器是一种广泛应用于无线通信、雷达、测量以及科学研究中的电子设备。
它是一种能够根据需要精确地合成任意频率的电路，一般由一个基准频率源和一个可调的定频器组成。
在通信系统中，频率合成器主要用于发射和接收端信号的生成和重构，因此具有很高的性能和可靠性要求。
目前，常用的频率合成器有直接数字频率合成器（DDS）和锁相环（PLL）频率合成器两种。
DDS频率合成器采用数字技术，具有高精度、稳定性和可调频率范围广等特点；而PLL频率合成器则以模拟技术为主，其主要特点是锁定时间短、抗噪性能好等。
因此，本研究通过深入探究DDS和PLL技术原理，以及应用它们进行频率合成器设计方法，来提高频率合成器的性能和可靠性。
二、DDS技术的基本原理和特点DDS，即直接数字频率合成器，它将数字信号直接转换成模拟信号，以产生不同频率的输出信号。
其基本原理是通过数字信号处理器（DSP）对一个提前预定的参考信号进行数字频率控制，然后将控制结果输出到高速数字-模拟转换器（DAC）上，再经过低通滤波和放大而得到所需要的输出信号。
DDS技术具有以下特点：1. 精度高：DDS频率合成器的输出精度比较高，主要由DSP的精度和DAC的分辨率决定；2. 稳定性好：DDS频率合成器稳定性高、温度漂移小、杂散干扰小；3. 可控频率范围广：DDS频率合成器的可控频率范围很宽，可达到GHz 级；4. 抗干扰性能优良：DDS频率合成器对于噪声和杂波的抑制效果很好，不会受到干扰。
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◇ 具 有正 常工作 模 式和直接 Ｖ Ｏ 式 。 Ｃ 模
模 拟 器 设 有 功 能 切 换 ．能 够 使模 拟 器 从 正 常
收 稿 日期 ：０１ — ３ ｏｌ ２ ２０一
角波 调 频 时 ，调 制信 号 的频 率 范 围 为２ ０ ５ ０ ｚ ０ ～０ Ｈ ，
调频带 宽大 于 １０ Ｈｚ ０Ｍ 。
在 １１左 右 。 ０￣ ｓ
通过 外 加 频 率 控 制 字 ，能够 使 信 号 在 两频 率
点 来 回跳 变 。频 率 转换 时 问在 闭环 状 态 下 为 １ ｐ ０￣ ｓ
ｌ Ｐ 段 小 步 进 频 率 合成 器 的设 计 波
１１ 主要 功能 及技术 指标 ．
（）主 要 功 能 １
并 与 其 他 电 子 系统 配 合 可 以形 成 综合 电磁 威 胁 环
境
于开环 工 作条 件下 的工作模 式 ，在此 工作 模 式下 ． 模 拟 器 能 够 使频 率 捷 变 时 间 大 大缩 短 ，小 于 ２ ｓ １， ｘ 并 保持 频率分 辨率 为０５ ｚ ．ＭＨ 。
◇ 具 有频 率捷 变功 能 。频率 转换 时 间非常 短 ，
为 了适 应 现 代 电子 战 的 要 求 ，就 需要 产 生一
的 闭环 状 态 切换 到直 接 Ｖ Ｏ状 态 下 ，使 模 拟 器 处 Ｃ
个 与现代 战 场 实际 环境 相类 似 的宽 频带 、多体 制 、 高 密度 和动 态 可 控 的雷 达 信 号环 境 ，从 而 模 拟 现 代 战 中 的复 杂 电磁 环 境 。该 雷 达信 号 环 境 模 拟 器 频率 合 成器 可 以提 供 一个 复杂 、真实 的雷 达信 号 。
关键 词 ：频率 源 ；调 相 ；开环
Ｐ ｎ ｓ ａ ｌｓｅ ｒ ｑ ｎｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ｅ ｂａ ｄ ｍ ｌ ｔ ｐ ｆ ｅ ｕｅ ｙ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｒ
Ｌ ａ ｇＷ ｅ ｂ ， ｏＪｎ ｕ ， ｉ ｈ ｎ ｉｎ ｉｎ ｎ ｏ Ｈａ ｉｈ ａ Ｂａ Ｚ ｅ ｑａ ｇ （ ｉ ｎＩｓｔｔ ｏ ｅｔ ｎｃｅｇｎ ｅ ｎ７ ０ ０ ） Ｘ ｎｔｕｅ ｆ ｌｃ ｏ ｉ ｎ ｉｅｒ ｇ １０ ａ ｉ ｅ ｒ ｉ １
左右 。在 开环状 态下 ，时 间小于２ ｓ １。 ＊
◇ 能 实 现 正 弦波 和 三 角 波调 频 ．调频 范 围从
ｌ０ ｚ １ ｚ ０ Ｈ 到 ＭＨ
ห้องสมุดไป่ตู้
在 闭 环 工作 状 态 下 ，正 弦 波 时 ，调 制 信 号 的 频 率 范 围为０１ １ ｚ ．～ ＭＨ ，调 频带 宽 大 于 １０ ｚ ０ ＭＨ ；三
示 ，在 正 常工 作 状 态 下 为 低 电平 ，当 处 于 开 环状 态 或 失锁 状 态 时 ，信 号 变 为 高 电平 ，用 于 提供 工 作状 态和 故 障指示 。
囤圈函圆
电子 元件及应用 ≯ ≯ 》
◇ 能实 现Ｂ Ｓ Ｐ Ｋ、Ｑ Ｓ 数字 相位 调制 。 ＰＫ
大 减 少 ，同 时 可 靠性 却 大 大 提 高 ，体 积 也 非 常 灵
巧 。为 实现 调 频 功 能 ，Ｐ ３ ３ 的 主锁 相 环 的 环 路 Ｅ ３６ 带 宽 设 计 成 可控 的 两种 环 路 带 宽 ；为 提 高 频 率 转 换 时 间 ，还 采取 了对 Ｖ Ｏ 进 行 预 制 的措 施 ，使 Ｃ 先 ＶＣ 振 荡在 所需信 号 的频率 附近 ，对Ｖ Ｏ的预制采 Ｏ Ｃ 用 数 字 的方 式 ，并 在 Ｖ Ｏ的控 制 电压 输 入 前 设 置 Ｃ
在 闭环 工作 状态 下模 拟 器具 有Ｂ Ｓ Ｐ Ｋ、Ｑ Ｓ Ｐ Ｋ数 字 相 位 调制 功 能 ，调 制信 号 的码 速 范 围为 １０ ～ ０ Ｈｚ
１ ＭＨｚ ０ ，调 相精 度达 Ｎ＿ 。 ａ。
◇ 频率 分辨 率为０５ ｚ ． ＭＨ 。
◇ 设有 工作 状态 和故 障显示 。
在 外 接 的 信号 控 制 接 口提 供 有 一 输 出 信 号 指
电子 元件及应用
ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ６ － ７ ５ ０ ２０ ．０ ｏ： ． ９ 。ｓ ． ３ ４ ９ ． １ ．５０ ３ １ ９ ｊｓ ５ ２
Ｐ 波段小步进频率合成器的研制
梁 文博 ，郝 金 华 ， 白振 强
（ 西安 电子 工程研 究所 ，陕西 西安 ７００ ） １１０
摘 要 ：文 中介 绍 了一种 用 于雷达信 号模拟 器的Ｐ 波段 小步 进频 率合成 器的研 制 ，该频 率 源主 要 功能是模 拟 产 生宽频 带、 多体 制 、高密度 和动 态可控 的 雷达信号 环境 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｓ ａ ｒ ｄ ｒｓｇ ａ ｉ ｌ ｔｒｆ ｒＰ ｂ ｎ ｒ ｑ ｅ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ｒｗｉ ｍａ ｌｓ ｐ ｃ ｏ ｅ ， ｈ ｓｒ ｃ ：ｔ ｉ ａ ｅ ｎｒ ｕ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｌｓｍｕ ａｏ ｏ ａ ｄ ｆ ｕ ｎ ｙ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｔ ｓ ｌ ｔ ｌ ｓ ｒ ｔ ｅ ｏ ｅ ｅ ｈ ｅ ｆ ｑ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｓ ｕ ｃ ｆｍａｎ ｆ ｎ ｔ ｎ ｉ ｔ ｉ ｌｔ ｈ ｅ ｅ ａｉｎ ｏ ｒ ａ ａ ｄ ｒ ｕ ｎ ｙ ｏ ｏ ｒ ｅ ｏ ｉ ｕ ｃ ｉ ｓ ｏ ｓ ｅ ｈ ｏ ｍｕ ａｅ ｔ ｅ ｇ ｎ ｒｔ ｆｂ ｏ ｄ ｂ ｎ ，ｍｕ ｈ ｓ ｓ ｍ， ｉｈ ｄ ｎ ｉ ｎ ｏ ｃ ｙｔ ｅ ｈｇ ｅ ｓ ｙ ａ ｄ ｔ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｔ ｌ ｂ ｅ ｒｄ ｒｓ ｎ ｌｅ ｖ ｒｎ ｎ ． ｙ ａ ｃ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ａ ａ ｉ ａ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｏａ ｇ Ｋｅ ｗｏ ￣ ： ｐ ｎ ｌｏ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｍｏ ｕ ａｉｎ ｙ ｒ ｏ ｅ ｐ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｕ ｃ ｄ ｌ ｔ ｏ ｏ