理想的頻率綜合器是寬帶比較好的,擁有良好的頻率分辨率,適用于多種潛在應用。除了頻率覆蓋范圍和分辨率,相位噪聲和雜散(spur)是決定系統分辨小信號能力極限的關鍵參數。另一個影響系統整體性能的關鍵參數是頻率切換速度。頻率綜合器的頻率轉換時間變得越來越有價值,因為這段時間不能進行數據處理。由于射頻/微波系統數據速率的不斷提高,現代頻率綜合器切換的越來越快。另一個挑戰是削減尺寸和成本。諸如頻率覆蓋范圍廣、步長小、切換速度快、抖動足夠小、尺寸小和低成本等這些要求是現代頻率綜合器發展的關鍵驅動因素。頻率綜合器的使用是比較多的。單通道頻率綜合器低雜散
頻率綜合器中的單回路鎖相環綜合器。一個簡單的PLL頻率綜合器表現出各種限制和權衡。對頻率綜合器性能的主要影響是由為了實現較高的頻率所需的大分頻比和較高的分辨率引起的。注意由PLL器件產生的任何噪聲以20logN的速度惡化,其中N為分頻比。工作在小步長的傳統的整數分頻鎖相環,分頻比較大是因為步長必須等于鑒相器的比較頻率。結果相位噪聲大幅惡化。此外頻率綜合器的切換速度由其環路帶寬決定,因此受限于鑒相器比較頻率。由于環路濾波器帶外抑制不足,或者甚至環路不穩定,增加環路帶寬可能會導致更高頻的參考雜散。因此,這個簡單的單環架構鎖相環受限于相互排斥的設計目標。它通常用于要求不高的應用領域或側重于低成本應用。單通道頻率綜合器低雜散頻率合成器一般包含分頻器、鑒相器、環路濾波器、VCO等。
由于頻率源的體積尺寸有限,工作頻率高,對集成密度、加工精度和電磁空間隔離等問題均提出很高要求。LTCC基板具有加工精度高、可任意層互連、能內埋器件、加工靈活、一致性好和損耗低等優點,適合于頻率源高密度集成和高頻寬帶信號傳輸等需求。整個電路以LTCC基板為載體,共10層,厚度約為1 mm,表層為高頻信號傳輸層,其余分別是參考地層、控制層和電源層。為保證高頻信號傳輸質量和便于芯片固定粘接,在基板表層局部開腔和槽,實現芯片下沉安裝,從而達到高密度集成和良好電性能。LTCC基板表面安裝微尺寸的屏蔽框,將整個電路基板按功能與信號頻率組成分割為不同區域,以提高區域之間信號隔離度。金屬殼體采用鋁質材料加工,用于氣密封裝和提供散熱,整個基板粘接安裝在金屬盒體底部。
頻率合成器的性能指標有哪些?頻率合成器的性能指標有:(1)頻率間隔,頻率間隔是指兩個輸出頻率的較小間隔,也稱頻率分辨率。不同用途的頻率合成器,對頻率間隔的要求是不同的,小到幾赫茲,大到兆赫量級。(2)頻率轉換時間,頻率轉換時間是指輸出頻率由一個頻率轉換到另一個頻率的時間。(3)頻譜純度,頻譜純度以雜散分量和相位噪聲來衡量,雜散又稱寄生信號,分為諧波分量和非諧波分量兩種,主要由頻率合成過程中的非線性失真產生;相位噪聲是衡量輸出信號相位抖動大小的參數。(4)調制性能,調制性能是指頻率合成器的輸出是否具有調幅(AM)、調頻(FM)和調相(PM)等功能。采用DDS技術的直接數字頻率合成器可分為正弦輸出DDS、脈沖輸出DDS和相位插入DDS等類別。
頻率綜合器的設計要求: A、基本要求,輸出頻率范圍:4.00M———4.99M 輸出幅度大于100mv(在75歐負載上)頻率間隔:10KHz 頻率穩定度不劣于0.00001,顯示輸出頻率值,有失鎖指示,集成芯片不能直接焊接(用插座) b、發揮頻率可按10KHZ、50KHZ、500KHZ步進,頻率可實現多種模式搜索,進一步提高頻率穩定度,不劣于0.000001(晶振工作在50度)存儲多個可預置的頻率 C、提供的主要芯片: MC145106、MV1648P設計思路:鎖相環的基本原理:是利用頻率誤差去消除頻率誤差,所以當電路達到平衡狀態之后,必然會有剩余頻率誤差存在,即頻率誤差不可能為零。這是它固有的缺點。鎖相環也是一種消除頻率誤差為目的的反饋控制電路。但它的基本原理是利用相位去消除頻率誤差,所以當電路達到平衡狀態時,雖然有剩余相位誤差存在,但頻率誤差可以降到零,從而實現無頻率誤差的頻率追蹤和相位追蹤。頻率合成器直接用數字顯示頻率。單通道頻率綜合器低雜散
頻率合成器要注意什么?單通道頻率綜合器低雜散
鎖相頻率源輸出信號在環路帶寬內的相噪主要受參考信號、鑒相器、分頻器以及分頻比影響,在環路帶寬以外主要取決于VCO相噪。降低相噪重要的是降低分頻比, 但會降低頻率分辨率,實現高的頻率分辨率通常需要采用多環路設計或插入DDS合成器。選擇低相噪的參考源和VCO、低相噪本底的鑒相器和分頻器對降低相噪也是很重要的。環路對帶內外噪聲抑制特性、環路附加相位噪聲等都與環路設計參數有關,因此相噪特性優化的關鍵是選擇合適的環路帶寬并合理設計環路濾波器。單通道頻率綜合器低雜散
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