[實用新型]一種基于變容二極管的頻率合成系統

無效

• 申請號: 200920144387.2
• 申請日: 2009-12-05
• 公開（公告）號: CN201550100U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 王飛;馬勝前;楊碩
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 田玉蘭

技術領域?本實用新型涉及頻率合成技術，尤其涉及一種基于變容二極管的頻率合成系統。

背景技術?隨著5.2GHz至5.8GHz高頻頻段的開放應用，無線傳輸常常用于監控或視頻傳輸中，因而頻率合成的輸出結果會直接影響到無線傳輸系統的傳輸質量。然而，傳統的頻率合成器價格較高，體積偏大，在某些空間狹小的應用場合很難滿足用戶的設計要求。

另一方面，使用晶振來實現頻率合成的電路，雖然設計簡單、穩定可靠，但是在需要多個頻帶的條件下，晶體的種類和數量就要相應地增加，從而無法實現小型化和模塊化。

具體到振蕩器的設計，由于非線性電路無法采用線性系統的分析理論來全面描述，并且基于小信號線性電路模型根本不能從整體上說明有源器件內部的復雜反饋機制，因而現有技術中的振蕩器電路設計周期較長，設計成本較高。雖然，有些生產廠家將振蕩器的頻段做得很寬，相位噪聲指標好，但是這種寬帶制作成本高，調諧速度慢，不利于批量生產。而且，加入的高Q元件會導致振蕩器的帶寬變窄。

發明內容?本實用新型的目的在于提供一種成本低廉、小型化，并且電路性能穩定可靠的基于變容二極管的頻率合成系統。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

一種基于變容二極管的頻率合成系統，包括(a)鎖相電路，它至少包括：第一輸入端，用于接收來自晶振的第一輸入信號的第一頻率；第二輸入端，用于接收第二輸入信號的第二頻率；以及鎖相器，比較第一輸入信號和第二輸入信號的相位，并將比較結果轉換成電流信號；(b)無源環路濾波器，與鎖相電路的鎖相器電性連接，并將電流信號轉換成控制電壓；(c)振蕩電路，與無源環路濾波器電性連接，該振蕩電路具有一變容二極管，并通過控制電壓來控制變容二極管以改變第二輸入信號的第二頻率；以及(d)功分器，與振蕩電路的輸出端和鎖相電路的第二輸入端電性連接。

其中，振蕩電路采用克拉潑式(Clapp)負阻振蕩電路。

其中，變容二極管的一端電性連接至無源環路濾波器的輸出端，另一端電性連接至接地電壓。優選地，變容二極管與電感元件、電容元件組成諧振回路，控制電壓改變變容二極管的電容值從而改變第二頻率。

其中，無源環路濾波器是三階低通濾波器。并且，三階低通濾波器是由二階濾波器與輔助濾波器串聯組成的。

本實用新型提供的上述基于變容二極管的頻率合成系統，利用鎖相電路中的鎖相器可以生成相位噪聲較低的頻率，無源環路濾波器可以減小體積和降低噪聲，以及振蕩電路可以使電路輸出阻抗低，從而減小負載變化對振蕩頻率的影響。此外，無源環路濾波器、振蕩電路和功分器中的電子元件均采用封裝形式較小的貼片元件，因此整個頻率合成系統不僅體積小、成本低廉、穩定度高，而且電路性能可靠，由于設計中保證了視頻圖像傳輸的質量，可廣泛應用于復雜環境和危險場合的監視系統中，以代替現有技術中價格較高、體積偏大的頻率合成器。

附圖說明?圖1示出依據本實用新型的頻率合成系統的電路原理示意圖；

圖2示出如圖1所示的頻率合成系統的無源環路濾波器的電路圖。

具體實施方式?下面參照附圖，對本實用新型的具體實施方式作進一步的詳細描述。

在展開本實用新型實施例的描述之前，簡要介紹關于變容二極管的工作原理。變容二極管VCD(Variable-Capacitance?Diode)是利用反向偏壓來改變PN結電容量的特殊半導體器件。變容二極管采用低電阻超突變結變容二極管，超突變結變容二極管具有更大的電容變化比，覆蓋范圍比較寬，因為變容二極管的結電容能夠隨外加的反向偏壓變化而變化，通常被用作調頻、掃頻和相位控制。

圖1示出依據本實用新型的頻率合成系統的電路原理示意圖。參照圖1，該頻率合成系統包括：鎖相電路，它至少包括：第一輸入端，用于接收來自晶振18的第一輸入信號的第一頻率；第二輸入端，用于接收第二輸入信號的第二頻率；以及鎖相器10，比較第一輸入信號和第二輸入信號的相位，并將比較結果轉換成電流信號；無源環路濾波器12，與鎖相電路的鎖相器10電性連接，并將電流信號轉換成控制電壓；振蕩電路14，與無源環路濾波器12電性連接，該振蕩電路14具有一變容二極管V1，并通過控制電壓來控制變容二極管V1以改變第二輸入信號的第二頻率；以及功分器16，與振蕩電路14的輸出端和鎖相電路的第二輸入端電性連接。此外，該頻率合成系統還可以包括微處理器(如單片機)，與鎖相器10進行數據傳輸。例如，單片機可以向鎖相器10提供鎖存信號LE、數據信號DATA和時鐘信號CLK。