[發明專利]一種寬帶低噪聲信號發生器

有效

• 申請號: 201510456476.0
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN105049036B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 劉青松;樊曉騰;劉亮;范吉偉;王令;鄭賢
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 陳海濱

本發明公開了一種寬帶低噪聲信號發生器。其中，鑒相器連接積分器，積分器連接寬帶壓控振蕩器，寬帶壓控振蕩器連接混頻器，混頻器連接中頻變頻電路，中頻變頻電路連接鑒相器，鑒相器、積分器、寬帶壓控振蕩器、混頻器及中頻變頻電路組成寬帶混頻鎖相環路。中頻變頻電路分為分頻型中頻變頻電路和倍頻型中頻變頻電路，中頻變頻電路改變中頻信號的頻率，從而改變鑒相時中頻信號的相位噪聲。本發明寬帶低噪聲信號發生器的中頻變頻電路通過改變鑒相信號的相位噪聲，降低了對鑒相器、混頻器的寬帶和噪聲要求，不會惡化寬帶壓控振蕩器輸出信號的帶內噪聲，保證了低噪聲信號發生器的實現。

技術領域

本發明涉及一種寬帶低噪聲信號發生器。

背景技術

隨著現代雷達和無線電通信技術等的發展，各種電子設備對其內部應用或系統測試使用的信號發生器不斷提出更高的要求，一是帶寬越來越大，二是就是要有極低的單邊帶相位噪聲。

頻率較高的射頻/微波壓控振蕩器(VCO)輸出信號具有較好的遠端相位噪聲，但近端噪聲都比較差，為了改善近端噪聲通常采用鎖相環將VCO鎖定在低噪聲參考信號上。對于單一點頻的信號發生器，直接采用參考信號倍頻或VCO反饋信號分頻的鎖相環電路都很容易實現，但是對于多個頻率輸出的寬帶信號發生器，則無法使用該電路。目前寬帶低噪聲信號發生器通常采用混頻鎖相技術，即通過混頻器將寬帶VCO的信號變頻到低頻的中頻信號，再與低噪聲參考信號鑒相，得到低噪聲VCO輸出信號。如圖1所示。

在基于混頻鎖相環的寬帶信號發生器中，中頻信號的噪聲與參考信號噪聲的曲線決定著實現最優噪聲的環路帶寬，一般環路帶寬選擇在兩條噪聲曲線的交匯處。由于受鑒相器、積分器等的噪聲和帶寬的限制，太大的帶寬和太低的噪聲都很難實現，帶寬太大鎖相后的噪聲曲線往往會出現鼓包現象，鑒相信號的噪聲太低鎖相后的帶內噪聲會被惡化。一般環路帶寬達到幾MHz時，大多數鑒相器和積分器受帶寬影響對帶內信號的抑制會增大，這時環路帶寬處的相位噪聲發生惡化，在噪聲曲線上表現為鼓包，嚴重的會失鎖。一般鑒相中頻信號的相位噪聲低于-150dBc/Hz時，大多數鑒相器、積分器等電路的噪聲不能滿足要求，鎖相環的帶內噪聲會發生惡化。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提出了一種寬帶低噪聲信號發生器。本發明通過變頻電路改變中頻信號的頻率，從而改變了鑒相時中頻信號的相位噪聲，優化了鑒相器及誤差電壓信號通路的帶寬和噪聲，改善鑒相器和積分器的帶寬、噪聲對環路帶寬、噪聲的影響。

本發明采用如下技術方案：

一種寬帶低噪聲信號發生器，包括鑒相器、積分器、寬帶壓控振蕩器、混頻器及中頻變頻電路，鑒相器連接積分器，積分器連接寬帶壓控振蕩器，寬帶壓控振蕩器連接混頻器，混頻器連接中頻變頻電路，中頻變頻電路連接鑒相器，鑒相器、積分器、寬帶壓控振蕩器、混頻器及中頻變頻電路組成寬帶混頻鎖相環路；

鑒相器輸入端輸入低噪聲參考信號，混頻器輸入有低噪聲本振信號，寬帶壓控振蕩器輸出寬帶低噪聲信號；

其中，中頻變頻電路分為分頻型中頻變頻電路和倍頻型中頻變頻電路，中頻變頻電路改變中頻信號的頻率，從而改變鑒相時中頻信號的相位噪聲。

上述分頻型中頻變頻電路包括放大衰減器、分頻器、濾波器，混頻器輸出的中頻信號經過放大衰減器進入分頻器，放大衰減器根據分頻器的輸入信號功率要求，放大低功率中頻信號或衰減大功率中頻信號，分頻后的中頻信號經過濾波電路來濾除諧波；

中頻信號經過分頻后相位噪聲被改善，再進入鑒相器時與低噪聲參考信號的相噪曲線交匯處的頻偏變小，繼而鑒相器及積分器誤差電壓通路的帶寬變小，在寬帶混頻鎖相環路帶寬沒有改變的前提下，降低對鑒相器、積分器帶寬的要求。

進一步地，所述分頻器的分頻比n的確定采用如下方法：

a.確定鑒相器、積分器等可以正常運行的最高頻率f；