一种低相位噪声频率合成器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低相位噪声频率合成器，包括低相噪基准源，输入端与低相噪基准源输出端连接、并具有射频输入端的鉴相器，输入端与鉴相器输出端连接的环路滤波器，输入端与环路滤波器输出端连接的高频低相噪振荡器，输入端与高频低相噪振荡器输出端连接、并具有两个输出端的功分器，输入端与功分器其中一个输出端连接的倍频器，输入端与倍频器输出端连接的放大器，以及输入端与放大器输出端连接的滤波器；功分器另一个输出端与鉴相器的射频输入端连接；低相噪基准源与鉴相器、环路滤波器和高频低相噪振荡器构成单环锁相环。本实用新型设计合理，实现方案简单，既简化了低相位噪声的频率合成，又能确保频谱纯度。
【专利说明】一种低相位噪声频率合成器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种频率合成器，具体涉及的是一种低相位噪声频率合成器。
【背景技术】
[0002] 频率合成技术起源于上世纪30年代，目前，频率合成器已经成为射频微波系统的 "心脏"，在军用和民用通信、导航、雷达和仪器仪表等领域中都有广泛应用。随着现代技术 的不断发展，人们对频率合成器的要求越来越高，频率合成器的关键性指标往往决定了射 频微波系统的性能。特别是频率合成器的相位噪声，直接决定了通信系统的通信误码率、雷 达系统的检测灵敏度等，因此，要求频率合成器具有低相位噪声特性。
[0003] 目前，常用的频率合成方式有：直接频率合成、基于锁相环（PLL)的频率合成和直 接数字（DDS)频率合成。直接频率合成相位噪声特性最好，但其方案复杂、功耗大、成本高； 直接数字（DDS)频率合成器相位噪声较好，但其杂散较多且不好消除；常规的锁相环频率 合成方案虽然具有方案较简单，杂散较易控制的特点，但其相位噪声相对较差。
[0004] 基于此，专利号201320399079. 0和申请号201210058937. 5分别公开两种低相位 噪声频率合成器，第一种频率合成器是混频锁相式，第二种频率合成器是多环锁相式，两个 技术方案都改善了频率合成器的相位噪声。然而，这两种频率合成器由于分别采用的是混 频和多频锁相的方式进行低相噪频率合成，因而实现方案仍然较为复杂，成本投入较大，并 且二者的结构设计使得其在改善相位噪声的同时由于鉴相器多次分频的缘故，也导致了杂 散信号的产生，造成频谱纯度降低。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种低相位噪声频率合成器，主要解决现有的低相位 噪声频率合成器存在实现方案复杂、频谱纯度低的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0007] -种低相位噪声频率合成器，包括低相噪基准源，以及输入端与该低相噪基准源 输出端连接、并具有射频输入端的鉴相器，还包括输入端与鉴相器输出端连接的环路滤波 器，输入端与该环路滤波器输出端连接的高频低相噪振荡器，输入端与该高频低相噪振荡 器输出端连接、并具有两个输出端的功分器，输入端与该功分器其中一个输出端连接的倍 频器，输入端与该倍频器输出端连接的放大器，以及输入端与该放大器输出端连接的滤波 器；所述功分器另一个输出端与鉴相器的射频输入端连接；所述低相噪基准源与鉴相器、 环路滤波器和高频低相噪振荡器构成单环锁相环。
[0008] 进一步地，所述低相噪基准源为恒温晶体振荡器，且其频率小于或等于100MHz。
[0009] 再进一步地，所述高频低相噪振荡器为恒温声表振荡器，且其工作频率大于或等 于 1GHz。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0011] (1)本实用新型设计合理，其结构比现有的多频锁相和混频锁相结构简单。
[0012] (2)本实用新型设置了高频低相噪振荡器，其与低相噪基准源与鉴相器、环路滤波 器构成了单环锁相环，单环锁相环输出的信号锁定于高频低相噪振荡器输出频率上，即锁 相输出具有低相噪特性的第一级高频信号，然后通过功分器将低相位噪声高频信号引入到 鉴相器中与后续低相噪基准源输出的标准参考信号源进行相位对比，从而减少了由于鉴相 和多次分频对信号噪声的恶化；并且本实用新型采用倍频器对单环锁相环输出的低相噪高 频信号进行倍频，既能降低高倍频次数，又减少了倍频对相位噪声的恶化，最后再通过放大 器和滤波器处理，消除杂散信号，使得本实用新型在进行低相噪频率合成的同时，保证了频 谱纯度。本实用新型通过合理的设计方案，很好地实现了低相位噪声的频率合成，其相比现 有的混频锁相和多环锁相方式相比，不仅简化了低相位噪声的频率合成方案，降低了成本 和功耗，而且同样改善了相位噪声，并且几乎不产生杂散信号，保证了频谱纯度，因此，其大 幅优化了频率合成器的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括 但不限于下列实施例。 实施例
[0015] 如图1所示，本实用新型包括输入输出端依次连接的低相噪基准源、鉴相器、环路 滤波器、高频低相噪振荡器、功分器、倍频器、放大器以及滤波器。所述鉴相器还具有射频输 入端，而所述功分器具有两个输出端，除了上述输出端与倍频器输入端连接外，该功分器的 另一输出端与鉴相器的射频输入端连接。
[0016] 本实用新型的工作原理如下：
[0017] 本实用新型中，低相噪基准源与鉴相器、环路滤波器和高频低相噪振荡器构成单 环锁相环，单环锁相环输出的信号被锁定在高频低相噪振荡器上，并获得了高频振荡器输 出信号的低相噪特性，然后向功分器(亦可采用耦合器）输出高频低相噪信号，本实施例中， 单环锁相环输出频率不小于1GHZ的高频低相位噪声信号。
[0018] 功分器接收信号后，分成两路输出，一路输出到鉴相器中，与低相噪基准源输出的 标准参考信号进行相位对比，减少了后续分频次数，作为优选，本实施例中，低相噪基准源 选用恒温晶体振荡器，且其频率小于或等于100MHZ。
[0019] 功分器的另一路则输出到倍频器中，并根据输出信号的大小进行低次数的倍频， 获得低相噪信号，最后再经放大器和滤波器消除杂散信号后输出。
[0020] 而为了能更好地获得高频低相噪振荡器的低相位噪声特性，并减少倍频次数，本 实施例中，高频低相噪振荡器选用恒温声表振荡器，且其工作频率大于或等于1GHZ。
[0021] 本实用新型采用了现有应用成熟的控制设备，并通过合理的方式将其进行组合， 从而使得频率合成器具有很好的低相噪特性，大幅优化了频率合成器的性能。
[0022] 上述实施例仅为本实用新型较佳的实现方式之一，不应当用于限制本实用新型的 保护范围，凡在本实用新型的主体设计思想和精神下作出的毫无实质意义的改动或润色的 技术方案，其解决的技术问题实质上与本实用新型一致的，均应当在本实用新型的保护范 围之内。
【权利要求】
1. 一种低相位噪声频率合成器，包括低相噪基准源，以及输入端与该低相噪基准源输 出端连接、并具有射频输入端的鉴相器，其特征在于：还包括输入端与鉴相器输出端连接的 环路滤波器，输入端与该环路滤波器输出端连接的高频低相噪振荡器，输入端与该高频低 相噪振荡器输出端连接、并具有两个输出端的功分器，输入端与该功分器其中一个输出端 连接的倍频器，输入端与该倍频器输出端连接的放大器，以及输入端与该放大器输出端连 接的滤波器；所述功分器另一个输出端与鉴相器的射频输入端连接；所述低相噪基准源与 鉴相器、环路滤波器和高频低相噪振荡器构成单环锁相环。
2. 根据权利要求1所述的一种低相位噪声频率合成器，其特征在于：所述低相噪基准 源为恒温晶体振荡器，且其频率小于或等于100MHz。
3. 根据权利要求2所述的一种低相位噪声频率合成器，其特征在于：所述高频低相噪 振荡器为恒温声表振荡器，且其工作频率大于或等于1GHz。
【文档编号】H03L7/18GK203896336SQ201420335988
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】黄俊淮 申请人:成都世源频控技术有限公司