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,目前使用比较普遍,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。频率合成器特点:输出频率可以按一定的规律步进调节。锁相环频率综合器低杂散
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、低相噪本底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。锁相环频率综合器低杂散用频率合成技术实现的电子设备被称为频率综合器。
频率综合器是现代电子系统的重要组成部分,是系统性能的重要指标之一,在通信、雷达、电子对抗、导航、广播电视、遥测遥控、仪器仪表等许多领域中被应用。在雷达设备中,它为发射机的调制器提供载频信号,也为接收机的混频器提供本振信号;在测试仪器中,它可单独作为标准信号源;在跳频电台中,它作为载波信号发生器提供载频信号,它的频率转换速度和带宽直接关系到电台的抗干扰能力和保密性能。随着电子科学技术的不断发展,各类电子系统对频率合成器的要求越来越高,对相位噪声、频率转换时间、频率分辨力、相对工作带宽、体积及功耗等多种指标提出了更高的要求。
在短波跳频通信中,信号在较宽的频带上不断变化,并且要求在很小的频率间隔内快速地切换频率和相位,因此采用DDS技术的本振信号源是较为理想的选择。这种方法简单可靠、控制方便,且具有很高的频率分辨率和转换速度,非常适合快速跳频通信的要求。 1。 1 主要性能指标 1)频率范围;主要取决于压控振荡器的频率范围 2)频率间隔fch与信道总数; 3)转换时间; 4)噪音。频率合成器作用是给微波扫频信号提供一定分辨力的频率参考信号,并对微波信号输出频率进行逐点锁定,以得到高准确度和稳定度的扫频输出信号。理想的频率综合器是宽带比较好的,拥有良好的频率分辨率,适用于多种潜在应用。
频率合成器,或频率综合器简称频综,是基于一个输入参考频率源,产生一个或多个频率信号的射频器件,在信号源中是中心器件。现代常用频率合成技术,是PLL锁相合成技术与DDS直接数字合成技术,工程实现上经常采用两者结合的方式。PLL锁相合成技术,原理是对VCO的RF输出进行锁相锁频精确化控制。参考频率源,是高稳定、高频谱纯度的基准源,常用TCXO或OCXO,参考源分频后输入鉴相器参考输入端,VCO的RF输出信号,耦合反馈、分频后进入鉴相器的反馈输入端,鉴相器输出包括2×fp分量和直流电压分量,经低通滤波后是VCO控制电压Vc,当Vc = 0环路达到锁定目标频率RF=VNfp。DDS的原理:一个信号周期是2π,每个时钟相位累加一次,较小相位增量2π/2^N;FCW=k时,每次相位增量k•2π/2^N。N:相位累加器比特数;M:ROM实际寻址查表比特数;S:只读存储器输出离散正弦的比特数。现代频率综合器切换的越来越快。安徽简单易操作频率综合器销售
频率合成器的频率间隔(频率分辨率) 输出是不连续的。锁相环频率综合器低杂散
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较低的相位噪声。锁相环频率综合器低杂散
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