專利名稱：一種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，特別涉及一種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
相位噪聲是頻率合成器的ー個非常重要的技術(shù)指標(biāo)，它對頻率合成器所應(yīng)用的整個系統(tǒng)的性能有著很大的影響。在通信系統(tǒng)中，相位噪聲會使話路信噪比下降、誤碼率増加；在雷達系統(tǒng)中，相位噪聲會降低雷達系統(tǒng)對目標(biāo)的分辨能力，即改善因子；在接收機中，相位噪聲會使接收機有效噪聲系數(shù)增加。在直接式頻率合成器中，頻率合成器輸出信號的相位噪聲和基準(zhǔn)頻率的相位噪聲 滿足201ogN的關(guān)系，即頻率合成器輸出信號的相位噪聲=基準(zhǔn)信號的相位噪聲+ 201ogN其中，N為由基準(zhǔn)信號到頻率合成器輸出信號所經(jīng)過的倍頻倍數(shù)。從上述公式可以看出，在倍頻倍數(shù)N—定的情況下，改善頻率合成器輸出信號相位噪聲的唯一途徑是降低基準(zhǔn)信號的相位噪聲。目前，基準(zhǔn)信號一般使用晶體振蕩器或聲表振蕩器直接產(chǎn)生。但不同類型、不同頻率的振蕩器在不同頻偏處具有不同的相位噪聲特性。通常情況下，IOMHz晶體振蕩器在頻偏IHz到IOOHz范圍內(nèi)具有最佳的相位噪聲；100MHz晶體振蕩器在頻偏IOOHz到IOkHz范圍內(nèi)具有最佳的相位噪聲；聲表振蕩器在頻偏IOkHz以上范圍內(nèi)具有最佳的相位噪聲。單ー使用某一類型或某一頻率的振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)信號時，振蕩器的相位噪聲特性直接決定了基準(zhǔn)信號的相位噪聲特性，即基準(zhǔn)信號只能在某ー頻偏范圍內(nèi)取得最佳的相位噪聲，而不能在各個頻偏處都取得最佳的相位噪聲。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，用以解決単一使用某一類型或某一頻率的振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)信號時不能在各個頻偏處都取得最佳相位噪聲的問題，為直接式頻率合成器提供在各個頻偏處都能取得最佳相位噪聲的基準(zhǔn)信號。本實用新型的技術(shù)方案為ー種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，該基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置包晶體振蕩器、第一鎖相環(huán)路和第二鎖相環(huán)路，其中所述第一鎖相環(huán)路包括第一鑒相器、第一環(huán)路濾波器、壓控晶體振蕩器，所述第二鎖相環(huán)路包括第二鑒相器、第二環(huán)路濾波器和壓控聲表振蕩器;所述晶體振蕩器輸出第一參考信號至第一鎖相環(huán)路，該第一鎖相環(huán)路對所述第一參考信號進行分頻、比較和濾波輸出第二參考信號至第二鎖相環(huán)路，該第二鎖相環(huán)路對來自第一鎖相環(huán)的第二參考信號進行分頻、比較和濾波輸出基準(zhǔn)信號。進ー步，所述晶體振蕩器為IOMHz晶體振蕩器。[0012]進ー步，所述壓控晶體振蕩器為IOOMHz壓控振蕩器。進ー步，所述壓控聲表振蕩器為400MHz壓控聲表振蕩器。進ー步，所述晶體振蕩 器產(chǎn)生IOMHz參考信號至第一鑒相器A的參考輸入端，該第一鑒相器將所述IOOMHz壓控晶體振蕩器輸出的IOOMHz反饋信號分頻后和IOMHz參考信號進行比較并輸出誤差電壓信號，所述第一環(huán)路濾波器濾除誤差電壓信號的高頻分量，經(jīng)過所述第一環(huán)路濾波器的誤差電壓信號輸入至所述IOOMHz壓控晶體振蕩器的壓控端，在誤差電壓信號的控制下，所述IOOMHz壓控晶體振蕩器輸出IOOMHz參考信號，IOOMHz參考信號作為IOOMHz反饋信號輸入至所述第一鑒相器的比較輸入端；所述IOOMHz參考信號同時作為參考輸入信號輸入至所述第二鑒相器的參考輸入端，所述第二鑒相器將400MHz壓控聲表振蕩器輸出的400MHz反饋信號分頻后和IOOMHz參考信號進行比較并輸出誤差電壓信號，所述第二環(huán)路濾波器濾除誤差電壓信號的高頻分量，經(jīng)過所述第二環(huán)路濾波器的誤差電壓信號輸入至所述400MHz壓控聲表振蕩器的壓控端，在誤差電壓信號的控制下，所述400MHz壓控聲表振蕩器輸出400MHz基準(zhǔn)信號，400MHz基準(zhǔn)信號同時作為400MHz反饋信號輸入至所述第二鑒相器的比較輸入端。本實用新型具有如下有益效果( I)超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置通過所述鎖相環(huán)路A和所述鎖相環(huán)路B將所述IOMHz晶體振蕩器、所述IOOMHz壓控晶體振蕩器和所述400MHz壓控聲表振蕩器結(jié)合在一起，充分地利用了各個振蕩器在不同頻偏處的相位噪聲特性；(2)超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號的相位噪聲為各個振蕩器在不同頻偏處的最佳值。因此，在各個頻偏處基準(zhǔn)信號都能取得最佳的相位噪聲。(3)超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置能很好的應(yīng)用在直接式寬帶捷變頻頻率合成器中，該直接式寬帶捷變頻頻率合成器產(chǎn)生5GHz輸出信號時，頻偏IOOHz處的相位噪聲小于-100dBc/Hz，頻偏IkHz處的相位噪聲小于_120dBc/Hz，頻偏IOkHz處的相位噪聲小于-127dBc/Hz，頻偏IOOkHz處的相位噪聲小于-135dBc/Hz，該直接式寬帶捷變頻頻率合成器和現(xiàn)有的寬帶捷變頻頻率合成器相比，相位噪聲在各個頻偏處都有明顯改善，頻偏IOOkHz處改善IOdB以上。

圖I為本實用新型提供的ー種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖I及實施例對本實用新型的內(nèi)容作進ー步的描述。如圖I所示，本實用新型提供的用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置包括IOMHz晶體振蕩器I、鎖相環(huán)路2和鎖相環(huán)路3，所述鎖相環(huán)路2包括鑒相器4、環(huán)路濾波器5、IOOMHz壓控晶體振蕩器6，所述鎖相環(huán)路3包括鑒相器7、環(huán)路濾波器8和400MHz壓控聲表振蕩器9。所述IOMHz晶體振蕩器I通過電纜與所述鎖相環(huán)路2中所述鑒相器4的參考輸入端相連接，所述鑒相器4通過電纜與所述環(huán)路濾波器5相連接，所述環(huán)路濾波器5通過電纜與所述IOOMHz壓控晶體振蕩器6相連接，所述IOOMHz壓控晶體振蕩器6通過電纜分別與所述鎖相環(huán)3中所述鑒相器7的參考輸入端和所述鑒相器I的反饋輸入端相連接，所述鑒相器7通過電纜與所述環(huán)路濾波器8相連接，所述環(huán)路濾波器8通過電纜與所述400MHz壓控聲表振蕩器9相連接，所述400MHz壓控聲表振蕩器9通過電纜分別與所述鑒相器7的反饋輸入端相連接，所述400MHz壓控聲表振蕩器9的輸出信號即為具有超低相位噪聲的基準(zhǔn)信號。所述IOMHz晶體振蕩器I產(chǎn)生IOMHz參考信號；在所述鎖相環(huán)路2中，IOMHz參考信號作為參考輸入信號輸入至所述鑒相器4的參考輸入端，所述鑒相器4將所述IOOMHz壓控晶體振蕩器6輸出的IOOMHz反饋信號分頻后和IOMHz參考信號進行比較并輸出誤差電壓信號，所述環(huán)路濾波器5用以濾除誤差電壓信號的高頻分量，經(jīng)過所述環(huán)路濾波器5的誤差電壓信號輸入至所述IOOMHz壓控晶體振蕩器6的壓控端，在誤差電壓信號的控制下，所述IOOMHz壓控晶體振蕩器6輸出IOOMHz參考信號，IOOMHz參考信號作為IOOMHz反饋信號輸入至所述鑒相器4的比較輸入端。在所述鎖相環(huán)路3中，IOOMHz參考信號同時作為參考輸入信號輸入至所述鑒相器 7的參考輸入端，所述鑒相器7將400MHz壓控聲表振蕩器9輸出的400MHz反饋信號分頻后和IOOMHz參考信號進行比較并輸出誤差電壓信號，所述環(huán)路濾波器8用以濾除誤差電壓信號的高頻分量，經(jīng)過所述環(huán)路濾波器8的誤差電壓信號輸入至所述400MHz壓控聲表振蕩器9的壓控端，在誤差電壓信號的控制下，所述400MHz壓控聲表振蕩器9輸出400MHz基準(zhǔn)信號，400MHz基準(zhǔn)信號同時作為400MHz反饋信號輸入至所述鑒相器7的比較輸入端。經(jīng)過所述鎖相環(huán)路2和所述鎖相環(huán)路3，在產(chǎn)生的400MHz基準(zhǔn)信號的相位噪聲特性中，所述IOMHz晶體振蕩器I提供了頻偏IHz到IOOHz范圍內(nèi)的相位噪聲，所述IOOMHz壓控晶體振蕩器6提供了頻偏IOOHz到IOkHz范圍內(nèi)的相位噪聲，所述400MHz壓控聲表振蕩器9提供了頻偏IOkHz以上范圍內(nèi)的相位噪聲。所述超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號的相位噪聲為各個振蕩器在不同頻偏處的最佳值，在各個頻偏處基準(zhǔn)信號都能取得最佳的相位噪聲。超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置能很好的應(yīng)用在直接式寬帶捷變頻頻率合成器中，該直接式寬帶捷變頻頻率合成器產(chǎn)生5GHz輸出信號吋，頻偏IOOHz處的相位噪聲小于-lOOdBc/Hz，頻偏IkHz處的相位噪聲小于_120dBc/Hz，頻偏IOkHz處的相位噪聲小于_127dBc/Hz，頻偏IOOkHz處的相位噪聲小于-135dBc/Hz，該直接式寬帶捷變頻頻率合成器與業(yè)內(nèi)最賦盛名的AeiOflex公司的FS5000寬帶捷變頻頻率合成器相比，相位噪聲在各個頻偏處都有明顯改善，頻偏IOOkHz處改善IOdB以上。應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行的詳細說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本實用新型說明書的基礎(chǔ)上可以對各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，其特征在于 該基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置包晶體振蕩器、第一鎖相環(huán)路和第二鎖相環(huán)路，其中所述第一鎖相環(huán)路包括第一鑒相器、第一環(huán)路濾波器、壓控晶體振蕩器，所述第二鎖相環(huán)路包括第二鑒相器、第二環(huán)路濾波器和壓控聲表振蕩器； 所述晶體振蕩器輸出第一參考信號至第一鎖相環(huán)路，該第一鎖相環(huán)路對所述第一參考信號進行分頻、比較和濾波輸出第二參考信號至第二鎖相環(huán)路，該第二鎖相環(huán)路對來自第一鎖相環(huán)的第二參考信號進行分頻、比較和濾波輸出基準(zhǔn)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述晶體振蕩器為IOMHz晶體振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述壓控晶體振蕩器為IOOMHz壓控振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述壓控聲表振蕩器為400MHz壓控聲表振蕩器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述晶體振蕩器產(chǎn)生IOMHz參考信號至第一鑒相器A的參考輸入端，該第一鑒相器將所述IOOMHz壓控晶體振蕩器輸出的IOOMHz反饋信號分頻后和IOMHz參考信號進行比較并輸出誤差電壓信號，所述第一環(huán)路濾波器濾除誤差電壓信號的高頻分量，經(jīng)過所述第一環(huán)路濾波器的誤差電壓信號輸入至所述IOOMHz壓控晶體振蕩器的壓控端，在誤差電壓信號的控制下，所述IOOMHz壓控晶體振蕩器輸出IOOMHz參考信號，IOOMHz參考信號作為IOOMHz反饋信號輸入至所述第一鑒相器的比較輸入端；所述IOOMHz參考信號同時作為參考輸入信號輸入至所述第二鑒相器的參考輸入端，所述第二鑒相器將400MHz壓控聲表振蕩器輸出的400MHz反饋信號分頻后和IOOMHz參考信號進行比較并輸出誤差電壓信號，所述第二環(huán)路濾波器濾除誤差電壓信號的高頻分量，經(jīng)過所述第二環(huán)路濾波器的誤差電壓信號輸入至所述400MHz壓控聲表振蕩器的壓控端，在誤差電壓信號的控制下，所述400MHz壓控聲表振蕩器輸出400MHz基準(zhǔn)信號，400MHz基準(zhǔn)信號同時作為400MHz反饋信號輸入至所述第二鑒相器的比較輸入端。
專利摘要本實用新型涉及一種用于頻率合成器的超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置，該基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置包括依次連接的晶體振蕩器、第一鎖相環(huán)路和第二鎖相環(huán)路，其中所述第一鎖相環(huán)路包括依次連接的第一鑒相器、第一環(huán)路濾波器、壓控晶體振蕩器，所述壓控振蕩器和所述第一鑒相器的反饋輸入端相連；所述第二鎖相環(huán)路包括依次連接的第二鑒相器、第二環(huán)路濾波器和壓控聲表振蕩器；該壓控聲表振蕩器和所述第二鑒相器的反饋輸入端相連。所述超低相位噪聲基準(zhǔn)信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號的相位噪聲為各個振蕩器在不同頻偏處的最佳值，在各個頻偏處基準(zhǔn)信號都能取得最佳的相位噪聲。
文檔編號H03L7/083GK202475398SQ20122008373
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者付國良, 張冰, 李宏宇, 沈巧蓉, 田云峰 申請人:北京無線電計量測試研究所