基于多環(huán)鎖相寬帶細步進(jìn)頻率合成器的設計

鎖相環(huán)

鎖相環(huán)

鎖相環(huán)

整個(gè)多環(huán)鎖相電路結構比較復雜，包含鎖相電路及數字控制電路等。為保證輸出信號相位噪聲和雜散抑制性能，結構設計中采取了多腔體分隔的結構，并注意微波吸收材料的使用，保證各個(gè)功能環(huán)路工作穩定且整體電磁兼容性能良好。

4 電路調試與測試結果
由于合理的方案設計和準確仿真，相位噪聲等主要指標均可實(shí)現。如圖6所示，全頻段輸出信號相位噪聲可達到-92 dBc@1kHz；-92 dBc @10kHz。

由于各功能環(huán)路輸出中間頻率信號較多，雜散控制是調試難點(diǎn)。在測試中發(fā)現，有少數頻點(diǎn)的近端有雜散較大，主要分布在參考100 MHz整數倍附近的細步進(jìn)頻段，經(jīng)分析，該類(lèi)雜散的產(chǎn)生主要是由于環(huán)路A中DDS輸出信號與參考信號100 MHz及其諧波經(jīng)鏈路泄露或空間輻射進(jìn)入混頻器及鑒相器中，產(chǎn)生的高階交調出現在輸出信號近端，由于分布在鎖相環(huán)路帶寬以?xún)?，難以消除。該現象的產(chǎn)生說(shuō)明，多環(huán)鎖相的細步進(jìn)頻綜對模塊內部各功能單元的電磁屏蔽與隔離要求非常高。通過(guò)調試分析，可通過(guò)改變A、C環(huán)路輸出頻率和環(huán)路D的倍頻次數N的方法規避和解決。根據公式(2)，通過(guò)掃頻，一旦發(fā)現存在近端雜散的頻率點(diǎn)，通過(guò)改變fDDS、fLO2和末級鎖相環(huán)倍頻次數N的頻率組合，同樣可以實(shí)現相同頻率的輸出，且fDDS發(fā)生改變，與100 MHz的高階交調雜散分布遠離主信號中心，可被末級鎖相環(huán)路濾波器濾除。圖7為經(jīng)過(guò)后期頻率控制程序處理前后的雜散分布對比圖，可見(jiàn)主信號近端雜散已經(jīng)明顯消除。

經(jīng)不斷調試改進(jìn)，各項指標最終測試結果如表1，均滿(mǎn)足設計指標要求。

5 結 論
文中介紹了基于多環(huán)結構的鎖相寬帶頻率合成技術(shù)，在實(shí)現細頻率步進(jìn)和低雜散的指標要求情況下，相位噪聲可達到≤-92 dBc／Hz@1 kHz，滿(mǎn)足系統對高質(zhì)量頻率合成器的需求，具有較好的應用前景。