[實用新型]一種頻率合成器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420538822.0
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN204103898U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝絨華;劉岳巍;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18
• 代理公司: 北京匯思誠業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛;龔敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種頻率合成器。

背景技術(shù)

目前，在無線通信領(lǐng)域中，接收機和發(fā)射機中使用的頻率合成器都是采用頻率合成方式實現(xiàn)的。頻率合成器信號的頻譜純度，直接關(guān)系到接收機的動態(tài)范圍和發(fā)射機的頻譜純度。隨著通信系統(tǒng)工作頻帶的增加，所需的頻率合成器的工作頻段也在相應(yīng)的增加。

常規(guī)頻率合成方式有直接模擬合成法、鎖相環(huán)合成法和直接數(shù)字合成(Direct?Digital?Synthesis，簡稱DDS)。直接模擬合成法頻率轉(zhuǎn)換時間快、相位噪聲好，但是采用直接模擬合成法的頻率合成器的體積、功耗較大。鎖相環(huán)合成法通過鎖相環(huán)完成頻率的加、減、乘、除運算。采用鎖相環(huán)合成法的頻率合成器結(jié)構(gòu)簡化、體積小。鎖相環(huán)合成法的相位噪聲除受到參考信號的影響外，還與鑒相器及分頻比有關(guān)。直接數(shù)字合成法的頻率合成器轉(zhuǎn)換速度很快，但是，直接數(shù)字合成受到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital?to?Analog?Converter，簡稱DAC)的工作頻率的限制，其輸出頻率也受到了限制。

綜合考慮相位噪聲、雜散、頻率范圍、實現(xiàn)的難易程度、體積、功耗大小等因素，鎖相環(huán)合成法在體積、功耗比較小的情況下，在相對較窄的頻率范圍內(nèi)，可以達到較好的相位噪聲和雜散指標(biāo)。相關(guān)技術(shù)中，采用鎖相環(huán)合成法的頻率合成器通常包括鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和分頻器。然而，目前大量應(yīng)用的鎖相環(huán)頻率合成方法存在以下問題：受壓控振蕩器輸出頻率的限制，導(dǎo)致頻率范圍窄；隨著壓控振蕩器輸出頻率范圍的增加，壓控振蕩器調(diào)諧靈敏度變化增大，導(dǎo)致環(huán)路濾波器與壓控振蕩器不適應(yīng)，最終導(dǎo)致輸出信號相位噪聲急劇惡化。比如，壓控振蕩器輸出范圍為4GHz～7GHz時，在輸出信號頻率范圍為5.1GHz～5.3GHz，相位噪聲可達到-90dBc/Hz@10kHz；而在輸出頻率的高端，比如6.9GHz～7.0GHz范圍內(nèi),相位噪聲只能達到-85dBc/Hz@10kHz。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，要求頻率合成器的輸出頻率范圍越來越寬，并且對相位噪聲的要求也越來越高，相關(guān)技術(shù)中的鎖相環(huán)頻率合成方式已經(jīng)不能滿足對輸出頻率范圍和相位噪聲的要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種頻率合成器，減小相位噪聲。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種頻率合成器，包括第一可變分頻鑒相器、第一環(huán)路濾波器、第二可變分頻鑒相器、第二環(huán)路濾波器、環(huán)路選擇開關(guān)、第一壓控振蕩器、第一分路器、放大濾波器、混頻器、恒溫晶振、第三分路器、第三可變分頻鑒相器、第三環(huán)路濾波器、第二壓控振蕩器和第二分路器，其中，所述第三分路器的輸入端接所述恒溫晶振的輸出端，所述第三分路器的第一輸出端接所述第一可變分頻鑒相器的第一輸入端，所述第一可變分頻鑒相器的第二輸入端接所述第一分路器的第二輸出端，所述第一可變分頻鑒相器的輸出端接所述第一環(huán)路濾波器的輸入端，所述第一環(huán)路濾波器的輸出端接所述環(huán)路選擇開關(guān)的第一輸入端；所述第二可變分頻鑒相器的第一輸入端接所述第三分路器的第二輸出端，所述第二可變分頻鑒相器的第二輸入端接所述放大濾波器的輸出端，所述第二可變分頻鑒相器的輸出端接所述第二環(huán)路濾波器的輸入端，所述第二環(huán)路濾波器的輸出端接所述環(huán)路選擇開關(guān)的第二輸入端；所述環(huán)路選擇開關(guān)的輸出端接所述第一壓控振蕩器的輸入端，所述第一壓控振蕩器的輸出端接所述第一分路器的輸入端，所述第一分路器的第一輸出端為所述頻率合成器的輸出端；所述第三可變分頻鑒相器的第一輸入端接所述第三分路器的第三輸出端，所述第三可變分頻鑒相器的第二輸入端接所述第二分路器的第二輸出端，所述第三可變分頻鑒相器的輸出端接所述第三環(huán)路濾波器的輸入端，所述第三環(huán)路濾波器的輸出端接所述第二壓控振蕩器的輸入端，所述第二壓控振蕩器的輸出端接所述第二分路器的輸入端；所述混頻器的第一輸入端接所述第一分路器的第三輸出端，所述混頻器的第二輸入端接所述第二分路器的第一輸出端，所述混頻器的輸出端接所述放大濾波器的輸入端。

進一步地，上述頻率合成器還可具有以下特點，所述第一可變分頻鑒相器包括第一參考分頻器、第一反饋分頻器和第一鑒相器，所述第一參考分頻器的輸出端接所述第一鑒相器的第一輸入端，所述第一反饋分頻器的輸出端接所述第一鑒相器的第二輸入端，所述第一參考分頻器的輸入端為第一可變分頻鑒相器的第一輸入端，所述第一反饋分頻器的輸入端為所述第一可變分頻鑒相器的第二輸入端，所述第一鑒相器的輸出端為所述第一可變分頻鑒相器的輸出端；