低相噪高純譜數(shù)字捷變頻合器的實(shí)現(xiàn)

2004年8月A版

摘　要：介紹一種X波段頻率合成器的設(shè)計(jì)方案，此方案將直接式和數(shù)字鎖相相結(jié)合，完成快速捷變功能。

關(guān)鍵詞：數(shù)字鎖相環(huán)；倍頻；混頻；線性調(diào)頻信號(hào)

引言

　　現(xiàn)代雷達(dá)對(duì)頻率合成器相位噪聲、快速捷變能力、靈活多變的波形產(chǎn)生、帶內(nèi)雜散提出越來越高的要求。全相參直接式頻率合成器具有較高的頻率穩(wěn)定度，短的跳頻時(shí)間，直接式頻率合成器的缺點(diǎn)是雜散抑制，而且設(shè)備量龐大。鎖相頻率合成器的缺點(diǎn)在于如果環(huán)路總分頻比太大，會(huì)嚴(yán)重惡化輸出的相位噪聲；且頻率變換速度較慢。所以將直接倍頻與數(shù)字鎖相結(jié)合，利用開關(guān)的快速切換速度、直接倍頻的頻率穩(wěn)定性、數(shù)字鎖相的靈活多變，完成方案的設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)框圖

　　當(dāng)數(shù)字鎖相環(huán)間歇工作(數(shù)字鎖相環(huán)只用于頻率捕獲)時(shí)，數(shù)字鎖相環(huán)鎖定時(shí)間需要40~50ms。這是由于在數(shù)字鎖相環(huán)停止工作期間環(huán)路濾波器輸出電壓總是處于飽和狀態(tài)，當(dāng)數(shù)字鎖相環(huán)重新工作時(shí)必須經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間才能正常工作。數(shù)字鎖相環(huán)的頻率捕獲時(shí)間過長(zhǎng)是它的缺點(diǎn)，但是它的數(shù)字接口靈活易變，一條環(huán)可完成多個(gè)穩(wěn)定頻率點(diǎn)的需求,相應(yīng)的設(shè)備量少。電子開關(guān)的速度為nS級(jí)，可完成快速捷變的需求。在頻率控制時(shí)稍加設(shè)計(jì)，就可將兩者的優(yōu)點(diǎn)有效的結(jié)合起來。當(dāng)開關(guān)由第一條環(huán)選向第二條環(huán)時(shí)，第二條環(huán)已在上一個(gè)時(shí)鐘穩(wěn)定，捷變時(shí)間由開關(guān)決定；同時(shí)，第一條環(huán)由數(shù)字界面控制，改變頻率。如此類推，下一個(gè)時(shí)鐘時(shí)，當(dāng)開關(guān)由第二條環(huán)選向第一條環(huán)時(shí)，第一條環(huán)已在上一個(gè)時(shí)鐘穩(wěn)定，捷變時(shí)間由開關(guān)決定。由此，很好的解決了直接倍頻的難點(diǎn)—雜散抑制。    
再由倍頻器展寬頻帶。

　　X波段上變頻器是雜散信號(hào)的主要來源，因其是寬帶混頻，通帶內(nèi)會(huì)出現(xiàn)交調(diào)分量，這里采取兩項(xiàng)措施解決，一項(xiàng)措施是計(jì)算好混頻器的輸入信號(hào)(fi)和輸入本振信號(hào)(fL)，使mfL