提到相位噪声性能,综合器设计师主要依靠100MHz恒温晶体振荡器(OCXO)技术。如今商用OCXO的输出在10KHz和100MHz偏移量达到-170至-176dBc/Hz(甚至更好)。如果频率综合器电路是“理想”的话,在10GHz可实现-130或-136dBc/Hz的相位噪声。虽然没有理想电路,所有当前的发展方向是力求理想。10MHz的OCXO的表现在较低的频率偏移(100Hz以下)时更好。此外,它的短期稳定性也优于100MHz振荡器。因此,综合器的设计通常将其输出到锁定10MHz参考频率。同样高频振荡器(如SAW和DRO)在100KHz及其以上频率偏移量上有更好的表现24-29。一个组合参考源包含几个彼此锁定的振荡器,可在任何频率偏移上实现比较低的相位噪声。通过使用蓝宝石谐振腔或者光学方法的高Q值振荡器可以进一步提高性能30-33。 频率综合器可以用来做什么?天津便携式多通道频率综合器模块
几十年来,间接锁相环(PLL)综合器是(并且仍然是)常见和当下流行的技术。一个通用的单回路锁相环(图3)包括一个可调电控振荡器(VCO),可产生一个所需频率范围内的信号。这个信号通过具有可变分频比N的分频器被反馈到鉴相器。鉴相器的另一个输入是被划分成所需频率步长的参考信号。鉴相器对比两个输入信号从而产生误差电压,使其经过滤波(和可选放大)后调节VCO产生锁定的频率:fOUT=NfPD,其中fPD是鉴相器输入端的比较频率。因此通过改变分频系数N,以等于fPD的离散频率步长实现频率调谐。天津便携式多通道频率综合器模块频率综合器可以实现高精度、高稳定性和可编程的频率合成,以满足各种应用的要求。
频率合成器按照频率产生机理,可以分为:直接模拟合成法、锁相环合成法和直接数字合成法。1、直接模拟合成法利用倍频、分频、混频及滤波,从单一或几个参数频率中产生多个所需的频率。该方法频率转换时间快(小于100ns),但是体积大、功耗大,目前已基本不被采用。2、锁相环合成法通过锁相环完成频率的加、减、乘、除运算。该方法结构简化、便于集成,且频谱纯度高,目前使用比较广,但存在高分辨率和快转换速度之间的矛盾,一般只能用于大步进频率合成技术中。
传统上综合器是为了在其工作频率范围内产生一个连续信号。其振幅在一定范围内随频率变化。然而,较新的设计带来更多的如振幅均衡和控制功能。输出电平可以采用开环控制(查表)或更复杂的闭环自动电平控制(ALC)方案来校准和控制。此外,现在工业界需要更复杂的包括传统的模拟调制(幅度、频率、相位和脉冲)到复杂的矢量形式,如IQ调制的波形。这些调制功能连同振幅控制和谐波抑制现在不仅可以制作成笨重的测试和测量信号发生器,也可以制作成较小的模块形式。主要性能特点(如相位噪声、杂散和切换速度)正在逐步接近那些测试和测量信号发生器。频率综合器模块是一种功能强大的电子模块,可以满足多种应用需求,提高系统性能和可靠性。
APSYN140-X系列多通道相参频率合成器的专有架构可实现精确的频率合成,具有0.00001Hz极小的频率分辨率,并具有非常快的切换速度(全频带输出范围内小于20μs)。频率和列表扫描可以执行多达65000个条目,并且可以从外部触发。还支持基本的调制功能,例如脉冲、频率和相位调制等。APSYN140-X系列多通道相参频率合成器拥有标准的USB和以太网口,以及可选的GPIB接口,用户可以非常方便的使用SCPI1999命令集进行编程和二次开发。APSYN140-X系列多通道相参频率合成器--四通道输出43.5GHz!AnaPico频率综合器输出范围覆盖8kHz至40GHz。天津便携式多通道频率综合器模块
频率综合器通常在无线电、通信和计算机领域中使用。天津便携式多通道频率综合器模块
DDS是另一个产生良好的频率分辨率的有效解决方案,且没有通常的鉴相器频率下降问题。DDS具有良好的频率分辨率,用于高频参考频率或作为小数分频器。虽然DDS提供了良好的频率分辨率,但其杂散水平通常很高。此外由于PLL的乘法机制,进一步恶化了杂散。虽然两种方案看起来不同,但是它们对DDS杂散的影响方式相同。在这两种情况下,总的环路分频系数由VCO输出和鉴相器比较频率之间的比率决定。可以利用许多技术减少DDS杂散,例如使用可调时钟(如上述的小数N综合器)或如图5所示将其上变频后再将DDS信号进行分频。注意上变频相关的DDS带宽减少,往往需要根据所需的特定的频率规划进一步扩展。这可以通过多种方法实现,例如,利用可调(相对固定)分频系数。 天津便携式多通道频率综合器模块