[發(fā)明專利]一種低噪聲任意外部參考時(shí)基電路及時(shí)基產(chǎn)生方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410345167.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104135252B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉青松;劉亮;樊曉騰;王令;劉盛;王鵬;時(shí)慧;徐明哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
• 主分類號(hào): H03K5/135
• 分類號(hào): H03K5/135
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于高端電子測(cè)量?jī)x器的實(shí)現(xiàn)低噪聲的任意外部參考時(shí)基電路，還涉及一種低噪聲的任意外部參考時(shí)基產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代雷達(dá)和無(wú)線電通信技術(shù)等的發(fā)展，各種電子設(shè)備對(duì)系統(tǒng)測(cè)試不斷提出更高的要求，尤其是電子測(cè)量?jī)x器的時(shí)基準(zhǔn)確度和靈活性越來(lái)越重要，不但要有準(zhǔn)確的內(nèi)部時(shí)基，而且還要在各種測(cè)量場(chǎng)合中接收外部參考時(shí)基，如為了獲得更準(zhǔn)確的頻率準(zhǔn)確度，高端電子測(cè)量?jī)x器需要外接參考信號(hào)作為整機(jī)的頻率基準(zhǔn)，在測(cè)試需要或組成測(cè)試系統(tǒng)時(shí)需要各臺(tái)儀器工作在同一時(shí)基下，這就需要儀器使用外部參考。參考電路產(chǎn)生整機(jī)的頻率基準(zhǔn)，其近端相位噪聲決定整機(jī)的最低相位噪聲，所以參考電路對(duì)相位噪聲的要求比較高。一般情況下電子測(cè)量?jī)x器的外部參考信號(hào)頻率跟內(nèi)部參考信號(hào)頻率相同，大多為10MHz，標(biāo)準(zhǔn)的10MHz外部參考電路與內(nèi)參考電路相同，可以將參考信號(hào)的相位噪聲無(wú)額外惡化地傳遞到鎖相后的壓控振蕩器輸出信號(hào)，具有較好的帶內(nèi)噪聲。

但是有的儀器輸出的參考信號(hào)頻率并不是10MHz，而是其他頻率，為了加強(qiáng)儀器的兼容性就需要可以使用不同頻率外部參考信號(hào)，也就是實(shí)現(xiàn)任意外部參考。在電子測(cè)量?jī)x器中實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻率外參考的技術(shù)方案有倍頻方案、整數(shù)分頻方案和小數(shù)分頻方案。

采用倍頻方案的多頻率外部參考支持1MHz、2MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz共5種外參考頻率，支持的頻率太少，應(yīng)用場(chǎng)合也十分有限。

采用整數(shù)分頻方案的多頻率外部參考一般支持1～20MHz，步進(jìn)1MHz的外參考頻率，雖然頻率范圍擴(kuò)大了，但是由于頻率步進(jìn)大，支持的頻率數(shù)量還是不多，不是實(shí)現(xiàn)任意外參考的功能。

采用小數(shù)分頻方案的多頻率外部參考，支持在1～50MHz頻率范圍內(nèi)步進(jìn)0.1Hz的外參考頻率。但是任意外部參考電路引入小數(shù)分頻技術(shù)后，分頻器會(huì)對(duì)信號(hào)的噪聲產(chǎn)生額外惡化，使得鎖相后的壓控振蕩器輸出信號(hào)的帶內(nèi)噪聲比較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述倍頻方案、整數(shù)分頻方案和小數(shù)分頻方案的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種低噪聲的任意外部參考時(shí)基電路，擴(kuò)展了高端電子測(cè)量?jī)x器可利用的外部時(shí)基的種類，擴(kuò)大了高端電子測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用范圍，該任意外部參考時(shí)基電路可應(yīng)用于信號(hào)發(fā)生器、頻譜儀、接收機(jī)以及其它具有外參考功能的電子測(cè)量?jī)x器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種低噪聲任意外部參考時(shí)基電路，參考信號(hào)自輸入端至輸出端依次經(jīng)過(guò)：整數(shù)分頻器、第一觸發(fā)器、鑒相器、積分器和壓控振蕩器，還包括∑-Δ小數(shù)分頻器和第二觸發(fā)器；

所述整數(shù)分頻器對(duì)所述參考信號(hào)進(jìn)行整數(shù)分頻，∑-Δ小數(shù)分頻器對(duì)壓控振蕩器輸出反饋信號(hào)進(jìn)行小數(shù)分頻；

所述第一觸發(fā)器包括時(shí)鐘端，接收所述參考信號(hào)；輸入端，接收所述整數(shù)分頻器的輸出信號(hào)；輸出端，發(fā)送同步后的輸出信號(hào)到所述鑒相器；

所述第二觸發(fā)器包括時(shí)鐘端，接收所述壓控振蕩器的輸出信號(hào)；輸入端，接收所述∑-Δ小數(shù)分頻器的輸出信號(hào)；輸出端，發(fā)送同步后的輸出信號(hào)到所述鑒相器；

所述鑒相器連接到所述第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的輸出端，對(duì)兩路分頻后的信號(hào)進(jìn)行鑒相，積分器對(duì)鑒相器輸出的鑒相誤差信號(hào)進(jìn)行積分濾波，生成壓控振蕩器調(diào)諧誤差控制信號(hào)，控制壓控振蕩器的輸出信號(hào)并使其鎖定在參考信號(hào)頻率上。

可選地，所述整數(shù)分頻器和∑-Δ小數(shù)分頻器為FPGA電路。

可選地，所述整數(shù)分頻器包括送數(shù)端，接收整數(shù)分頻比信號(hào)；輸入端，接收所述參考信號(hào)；輸出端，發(fā)送分頻后的輸出信號(hào)到所述第一觸發(fā)器。

可選地，所述整數(shù)分頻比信號(hào)為1/2/5/15。

可選地，所述∑-Δ小數(shù)分頻器包括送數(shù)端，接收小數(shù)分頻比信號(hào)；輸入端，接收所述壓控振蕩器反饋信號(hào)；輸出端，發(fā)送分頻后的輸出信號(hào)到所述第二觸發(fā)器。

可選地，所述小數(shù)分頻比信號(hào)為N.f(30～100)。

可選地，所述第一觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)器，包括串聯(lián)連接的主觸發(fā)器和從觸發(fā)器；所述整數(shù)分頻器分頻后的低頻信號(hào)進(jìn)入主觸發(fā)器的D輸入端，分頻前高頻的參考信號(hào)進(jìn)入主觸發(fā)器的CP時(shí)鐘端，從觸發(fā)器的/Q輸出端發(fā)送同步后的輸出信號(hào)到所述鑒相器。

可選地，所述第二觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)器，包括串聯(lián)連接的主觸發(fā)器和從觸發(fā)器；所述∑-Δ小數(shù)分頻器分頻后的低頻信號(hào)進(jìn)入主觸發(fā)器的D輸入端，分頻前壓控振蕩器輸出的高頻信號(hào)進(jìn)入主觸發(fā)器的CP時(shí)鐘端，從觸發(fā)器的/Q輸出端發(fā)送同步后的輸出信號(hào)到所述鑒相器。

本發(fā)明還提供了一種低噪聲任意外部參考時(shí)基產(chǎn)生方法，包括以下步驟：