[發(fā)明專利]一種取樣器的低抖動超窄脈寬本振信號發(fā)生裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011094690.3
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112165324A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張敏娟;劉震;王志斌;姚鑫凱;苗婉茹
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: H03L7/091
• 分類號: H03L7/091;H03L7/08;H03L7/093;H03L7/083
• 代理公司: 太原榮信德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14119
• 代理人: 楊凱;連慧敏

本發(fā)明屬于本振信號發(fā)生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種取樣器的低抖動超窄脈寬本振信號發(fā)生裝置及方法，包括低抖動時鐘產(chǎn)生模塊、高速低抖動分頻器模塊、FPGA模塊、時基放大模塊，所述低抖動時鐘產(chǎn)生模塊的輸出端連接有高速低抖動分頻器模塊的輸入端，所述FPGA模塊的控制通信模塊分別與低抖動時鐘產(chǎn)生模塊、高速低抖動分頻器模塊的通信接口連接，所述高速低抖動分頻器模塊與時基放大模塊連接。本發(fā)明利用低抖動時鐘發(fā)生電路得到低抖動時鐘信號，通過功分放大電路得到超窄脈沖信號，驅(qū)動50GHz取樣器工作，本發(fā)明中時基信號抖動性能優(yōu)異，確保了高速數(shù)據(jù)總線和集成電路的高可靠性，保證了時基信號的質(zhì)量。本發(fā)明用于本振信號的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于本振信號發(fā)生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種取樣器的低抖動超窄脈寬本振信號發(fā)生裝置及方法。

背景技術(shù)

在通信系統(tǒng)中，本振信號有著變換頻率的基本功能，可以說是通信系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本振信號由本振電路產(chǎn)生，在本振電路中加有鎖相環(huán)電路，從而保證了極高的穩(wěn)定度。本振頻率的穩(wěn)定性非常重要，否則會產(chǎn)生本振頻率漂移，造成無法收視的后果。鎖相環(huán)電路是一種以消除頻率誤差為目的的反饋控制電路，簡稱鎖相環(huán)，它的被控制量是相位，被控對象是壓控振蕩器。鎖相環(huán)的特點是利用外部輸入的參考信號控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號的頻率和相位，以此實現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，因此鎖相環(huán)通常用于閉環(huán)跟蹤電路。鎖相環(huán)技術(shù)在信號處理和數(shù)字系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，如頻率調(diào)制、頻率鎖定、時鐘同步、頻率合成等。一般情況下，鎖相環(huán)由三個基本單元構(gòu)成：鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器。鑒相器是一個相位比較器，基準(zhǔn)參考頻率和壓控振蕩器輸出的取樣頻率在其內(nèi)部進行相位比較，輸出誤差電壓；環(huán)路濾波器是將鑒相器輸出的誤差電壓進行濾波，濾除電流中的干擾和高頻成分，以保證環(huán)路所要求的性能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；壓控振蕩器，受環(huán)路濾波器輸出的直流電壓控制，所述直流電壓把壓控振蕩器的輸出頻率拉向環(huán)路輸入的基準(zhǔn)參考頻率，當(dāng)兩者頻率相等且相位差為常數(shù)時，環(huán)路被鎖定。目前常見的本振信號發(fā)生器，大多數(shù)采用了鎖相環(huán)芯片、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，鎖相環(huán)芯片、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器等各個部件需要獨立供電，所占印刷電路板的體積較大，其相對應(yīng)的調(diào)試過程和調(diào)試步驟也比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有的本振信號發(fā)生裝置體積較大、調(diào)試過程和調(diào)試步驟也比較復(fù)雜的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種性能強、可靠性高、輸出頻率范圍大的取樣器的低抖動超窄脈寬本振信號發(fā)生裝置及方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種取樣器的低抖動超窄脈寬本振信號發(fā)生裝置，包括低抖動時鐘產(chǎn)生模塊、高速低抖動分頻器模塊、FPGA模塊、時基放大模塊，所述低抖動時鐘產(chǎn)生模塊的輸出端連接有高速低抖動分頻器模塊的輸入端，所述FPGA模塊的控制通信模塊分別與低抖動時鐘產(chǎn)生模塊、高速低抖動分頻器模塊的通信接口連接，所述高速低抖動分頻器模塊與時基放大模塊連接。

所述低抖動時鐘產(chǎn)生模塊包括程控參考源模塊、時鐘發(fā)生模塊，所述程控參考源模塊與時鐘發(fā)生模塊連接。

所述低抖動時鐘產(chǎn)生模塊的芯片采用HMC1035，所述低抖動時鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的時鐘信號頻率范圍為25MHz-2500MHz，所述抖動時鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的時鐘信號抖動指標(biāo)小于97fsRMS。

所述高速低抖動分頻器模塊采用高速低抖動芯片HMC988級聯(lián)，所述高速低抖動分頻器模塊的抖動指標(biāo)小于70fsRMS，所述高速低抖動分頻器模塊的分頻范圍為1~1024。

所述時基放大模塊包括放大模塊的輸入端、第一三極管、第二三極管、第三三極管、第一電容、第二電容、電感，所述放大模塊的輸入端連接在第一三極管的基極上，所述第一三極管的集電極接地，所述第一三極管的發(fā)射極連接在第二三極管的基極上，所述第二三極管的集電極接地，所述第二三極管的發(fā)射極通過第一電容連接在第三三極管的基極上，所述第三三極管的發(fā)射極接地，所述第三三極管的集電極通過第二電容連接在電感上，所述第二電容與電感之間設(shè)有超窄脈寬的輸出端。