多通道相參頻率綜合器100kHz至40GHz

來源: 發(fā)布時間:2023-12-04

為了降低頻率綜合器的相噪和復雜度,提出了一種新的低相噪頻率綜合器的設計方法。它利用諧波發(fā)生器產生低相噪的高頻信號,同時采用集成壓控振蕩器的頻率合成器芯片LMX2820來直接產生輸出信號和反饋信號,反饋信號和低相噪高頻混頻后產生低頻的反饋信號,通過這種內置混頻來降低分頻值的方式來實現低相噪。采用該方法實現的13.75GHz~16.25GHz(不包含15GHz)頻率合成器,其相噪指標優(yōu)于-102dBc/Hz@1kHz。AnaPico頻率綜合器轉換快,精度高。在數字信號處理領域中,頻率綜合器可用于合成數字信號的采樣率。多通道相參頻率綜合器100kHz至40GHz

頻率源是無線通信系統(tǒng)的重要硬件組成部分,它為射頻收發(fā)系統(tǒng)提供本地振蕩信號來完成上下變頻功能,是各類型號產品中不可缺少的重要部件,而頻率綜合器則是實現可編程頻率源的重要器件。面對彈載設備升級換代、提升競爭力的迫切需求,傳統(tǒng)的頻率源設計方式面臨減體積、降成本的巨大壓力。因此,研發(fā)擁有自主知識產權的寬帶PLL頻率綜合器芯片,不僅能夠有效促進系統(tǒng)體積減小、成本降低,也能夠為系統(tǒng)的硬件可重構提供器件基礎,更有助于實現重要技術的自主可控,對于武器系統(tǒng)中射頻收發(fā)的微小型化設計乃至整機SoC設計的作用和意義都非常大。低噪聲頻率綜合器主機頻率綜合器具有低相位噪聲特性,這意味著輸出信號的相位變化很小,從而提高了系統(tǒng)的性能和精度。

    相位比較器對基準信號輸入與VCO產生的信號輸入進行相位比較,輸出反映兩信號相位誤差的電壓。鑒相器多種多樣,有數字的,也有模擬的,如雙口鑒相器、鑒頻鑒相器等。在頻率合成電路中,鑒相器通常被集成在一個芯片中,這個芯片通常稱為PLL(鎖相環(huán)),或被集成在一個復合芯片中(即該芯片包含多種功能電路)。低通濾波器低通濾波器簡稱LPF(LowPassFi1ter)。低通濾波器在頻率合成環(huán)路中又稱為環(huán)路濾波器,位于鑒相器與VCO電路之間,低通濾波器通過對電路參數進行適當設置,使高頻成分被濾除。鑒相器PD的輸出不但包含直流控制信號,還有一些高頻諧波成分,這些諧波會影響VCO電路的工作。低通濾波器就是要把這些高頻成分濾除,以防止對VCO電路造成干擾。

頻率合成器是以數字信號處理理論為基礎,從信號的幅度相位關系出發(fā)進行頻率合成,具有極高的頻率分辨率、極短的頻率轉換時間、很寬的相對帶寬、頻率轉換時信號相位連續(xù)、任意波形的輸出能力及數字調制功能等諸多優(yōu)點,正普遍地應用于儀器儀表、遙控遙測通信、雷達、電子對抗、導航以及廣播電視等各個領域。頻率合成器具有什么優(yōu)點?具有極高的頻率分辨率、極短的頻率轉換時間、很寬的相對帶寬、頻率轉換時信號相位連續(xù)、任意波形的輸出能力及數字調制功能等諸多優(yōu)點。頻率綜合器模塊可以實現相位同步,用于同步多個系統(tǒng)中的時鐘信號、數據傳輸等。

頻率綜合器使用鎖相環(huán)(Phase-LockedLoop,PLL)來實現鎖定輸入信號和輸出信號的頻率。鎖相環(huán)是由相頻比較器、電壓控制振蕩器(VoltageControlledOscillator,VCO)和除頻器組成的反饋控制系統(tǒng)。下面是頻率綜合器如何實現鎖相環(huán)的基本步驟:輸入信號與參考信號的相頻比較器進行相位比較,生成一個誤差信號。相頻比較器檢測輸入信號和參考信號的相位差,并輸出一個與相位差成正比的誤差信號。錯誤信號經過濾波器進行濾波處理,以去除高頻噪聲和不穩(wěn)定分量。經過濾波后的誤差信號被送入電壓控制振蕩器(VCO)。頻率綜合器具有很高的頻率穩(wěn)定性,即使在溫度變化、振蕩器老化或其他環(huán)境變化的情況,輸出頻率能保持穩(wěn)定。浙江20GHz頻率綜合器銷售

頻率綜合器有什么用?多通道相參頻率綜合器100kHz至40GHz

雖然DDS工作頻點接近直流,但根據奈奎斯特原理,其比較高頻率只能到時鐘頻率的一半。雖然可以工作在高于奈奎斯特區(qū),但是性能下降非??臁A硪粋€嚴重的問題是由于DDS技術中固有的許多因素導致的較高雜散,例如數位截取、量化和DAC轉換誤差。DSS的形式可以是完全集成的芯片或可以使用單獨的現場可編程門陣列(FPGA)和DAC芯片來實現。后者可將數字部分限制在FPGA內部,因此隔離了EMI引起的雜散。如今FPGA有足夠的能力來建立相當復雜的多核相位累加器和索引表,由數位截取導致的雜散電平可忽略不計。結果主要的雜散源通常是由于DAC的非線性和量化噪聲引起的。多通道相參頻率綜合器100kHz至40GHz