基于DDS驱动PLL结构的宽带频率合成器设计

结合数字式频率合成器(DDS)和集成锁相环(PLL)各自的优点,研制并设计了以DDS芯片AD9954和集成锁相芯片ADF4113构成的高分辨率、低杂散、宽频段频率合成器,并对该频率合成器进行了分析和仿真,从仿真和测试结果看,该频率合成器达到了设计目标.该频率合成器的输出频率范围为594～999 MHz,频率步进为5 Hz,相位噪声为-91 dBc/Hz@10 kHz,杂散优于-73 dBc,频率转换速度为520 μs.     

CPT铷原子钟锁相环频率合成器设计和分析

基于CPT(相干布局囚禁)87铷原子钟设计出输出频率为3417 MHz的锁相环频率合成器,通过ADIsimPLL仿真出最佳环路带宽,环路滤波器参数以及相位噪声等,并通过STM32对锁相环芯片进行控制。对频率合成器进行了测试,电路尺寸为40 mm×40 mm,输出信号功率范围为-4 dBm^+5 dBm可调,输出信号噪声满足要求-88.65 dBc/Hz@1 kHz,-92.31 dBc/Hz@10 kHz,-104.63 dBc/Hz@100 kHz,杂散和谐波得到抑制,设计的频率合成器能很好的应用于原子钟的射频信号源。     

基于雷达信号模拟器的Ku波段宽带跳变源的设计

文章采用DDS驱动PLL的方式,实现了一种能完全覆盖Ku波段的宽带小步进低相位噪声低杂散频率合成器的设计,同时对DDS PLL频率合成器的输出特性进行了理论分析,并通过实验进行了验证.最终我们研制出了输出频率为12-18GHz的频综系统,步进为1MHz,相位噪声优于-90 dBc/Hz@10kHz,杂散优于-50dBc.     

3.1~4.9 GHz宽带低相位噪声频率源的研制

基于LTC6946-2频率合成器设计了3.1~4.9 GH频率源,给出了参数设计过程和实物测试结果。该频率源具有宽带、低相位噪声、低杂散、低成本和占用面积小等特点。经过硬件调试达到的主要指标为:输出频率3.1~4.9 GHz,步进10 MHz,相位噪声优于-97.8 dBc/Hz@1 kHz和-99.3 dBc/Hz@10 kHz,杂散优于-90 dBc。     

DDS激励PLL高性能频率合成器设计

为适用CDMA各类收发机的射频本振的应用要求,研制了一种低杂散低相噪高分辨率的P波段频率合成器。利用DDS输出信号具有高分辨率和PLL具有窄带跟踪滤波特性,通过有效的频率规划和参数配置,规避了DDS由于相位截断近端杂散无法消除的缺陷,有效抑制了DDS中DAC非线性和幅度量化误差引起的宽带杂散。通过仿真分析了方案的可行性,设计了样品并进行了测试。结果显示,所设计的频率合成器输出频率范围为755～765MHz,频率分辨率为100.5 kHz,杂散优于-71 dBc,相位噪声优于-105 dBc/Hz@1 kHz。     

一种L波段的小步进频率合成器

详细分析了直接数字合成(DDS)和锁相环(PLL)的基本原理、特点及相位噪声特性。将DDS与PLL技术结合,取长补短,可以在不降低杂散性能要求的前提下实现小步进的频率合成器。在此基础上提出了一种DDS+PLL+混频的L波段小步进频率合成器的实现方案。根据方案,选择DDS芯片AD9850和PLL芯片ADF4112来搭建电路。给出了试验测试结果。测试结果表明,在L波段实现了相位噪声-94dBc/Hz@1kHz,杂散抑制-60dBc,频率步进1kHz,验证了该方案的可行性。     

一种星载可配置输出频率的X波段载波源

针对国内星载数传发射机无法实现载波频率灵活可变的问题,提出了一种可配置输出频率的载波源方案。采用现场可编程门阵列(FPGA)和数模转换器(DAC)相结合,实现参考频率高精度可变且灵活配置锁相环(PLL)中鉴相器的鉴相频率,使载波源输出频率可程控配置。实测结果表明,载波源可实现任意配置X波段8.025～8.4 GHz的输出中心频点,相位噪声优于-66 dBc/Hz@100 Hz、-75 dBc/Hz@1 kHz 、-80 dBc/Hz@10 kHz、-95 dBc/Hz@100 kHz、-120 dBc/Hz@1 MHz,杂散抑制度优于-74 dBc,频率分辨率小于10 Hz。相关电路替代专用直接数字频率合成(DDS)芯片的功能,能适应空间应用环境。     

高频谱纯度小步进频率合成器的设计与实现

讨论了一种杂散抑制高,频率步进小及相位噪声低的频率合成器的设计方法。设计采用混合式频率合成技术,研制实现了S波段频率合成器,实验结果表明,该频率合成器输出信号频率步进100 Hz,相位噪声优于-115dBc/Hz@10kHz,杂散抑制大于80dBc,跳频时间140μs。     

Ka波段频率合成器设计

提出了一种Ka波段低杂散、捷变频频率合成器设计方案。该方案采用直接数字合成(DDS)+直接上变频的频率合成模式,DDS1产生360~600 MHz低杂散中频信号,DDS2产生波形信号。经过4次上变频、分段滤波、放大后,该方案实现了宽带、低杂散、捷变频频率合成器的设计,为系统提供本振信号、激励信号等。根据设计方案,制作了实物。实测该频率合成器输出杂散小于-75 dBc,频率切换时间小于200 ns,带宽2 GHz,步进1 MHz,35 GHz载波处相噪约-95 dBc/Hz@1kHz。该频率合成器不仅可广泛应用于雷达、对抗、通信等领域,也为其他类似需求频率合成器提供了参考。     

基于DDS 与PLL 的C 波段宽带线性扫频源

利用直接数字频率合成(DDS)和锁相环(PLL)技术相结合的混合频率合成方案,研制了一种C波段宽带、高频率分辨率、快速线性扫频的频率源。为了给PLL 提供低相位噪声的宽带扫频参考信号,选用ADI 的DDS芯片AD9914,并利用阶跃恢复二极管(SRD)高次倍频电路结合二倍频器产生高达3400 MHz 的时钟信号。通过上位机配置AD9914 内部频率调谐字和数字斜坡发生器,产生512.5-987.5MHz 的扫频参考信号,其频率分辨率可精细到赫兹量级。选用低附加噪声的鉴相器和宽带VCO 芯片设计C 波段锁相源,在宽带工作频率范围内对DDS 扫频信号进行快速跟踪,并有效抑制杂散信号。实测结果表明,该扫频源工作频率为4. 1- 7. 9 GHz,在频率分辨率配置为0. 38 MHz 时,单向扫频周期为1 ms,扫频线性度为1. 58×10-6 。单频点输出时相位噪声优于-114 dBc/ Hz@ 10 kHz和-119 dBc/ Hz@ 100 kHz,杂散抑制优于69 dBc。     

高性能L频段频率合成器的改进设计

为了满足航天测控信道的要求,提出了一种高性能L频段频率合成器设计的改进方案,采用PLL+DDS+PLL结构实现了小步进、低杂散、低相噪的信号输出。分析了方案的可行性,设计了样品,并进行了测试,结果显示其相位噪声优于-100 dBc/Hz@10 kHz,杂散优于-75 dBc,但附加的杂散信号导致了系统同频干扰。通过分析找出引起同频干扰的机理,并提出了相应的改进措施。所提方案对测控通信、电子对抗等领域中频率合成器的研发具有一定的参考价值。     

基于DDS激励PLL方式的Ku波段频率源

采用Ku波段压控整荡器(VCO)HMC632,结合直接数字式频率合成器(DDS)AD9850、鉴相器ADF4107和运算放大器AD820设计了一款基于DDS激励PLL方式的Ku波段频率源。测试结果表明,该频率源在输出频率范围为15~15.5GHz,跳频时间间隔为20μs时的锁定时间为2μs,杂散小于-60dBc,相位噪声小于-70dBc/Hz@10kHz,输出功率大于7dBm。设计思路简洁,电路结构简单。     

低相噪高分辨率Σ-Δ调制小数分频频率合成器的研究

基于Σ-Δ调制小数分频频率合成器技术,采用MAXIM公司的Σ-Δ调制小数分频频率合成器MAX2150输出频率393.999MHz,实现了高分辨率(1kHz)、低相噪(<-103dBc/Hz@1kHz)、低杂散(<-60dBc),该频率合成器的性能指标达到了较高水平。     

一种X波段小型化频率综合器的设计

介绍了一种低杂散的小型化X波段频率综合器。基于SMT工艺,采用间接频率合成技术,使用锁相环、压控振荡器芯片、3阶无源环路滤波器和前置分频器实现频率综合。介绍了小型化的设计思路。仿真和测试结果表明,设计的频率综合器输出频率为9.2GHz,相位噪声优于-87dBc/Hz@10kHz,杂散优于-87.5dBc。该电路具有相噪低、杂散低、结构简单等优点,可广泛应用于通信、雷达等领域。     

L波段小步进频率合成器的设计

采用了锁相环(PLL)结合直接数字频率合成(DDS)的方法实现L波段小步进频率合成器,分析了此种频率合成器的相位噪声和杂散指标。介绍了具体的电路设计过程。实验测试表明,实现的L波段频率合成器结合了锁相环式和直接数字式频率合成的优点,步进间隔1 kHz,相位噪声在10 kHz处可达-98 dBc/Hz,杂散抑制-70 dBc,具有相噪低、杂散抑制好、步进小等特点。     

基于多环锁相宽带细步进频率合成器的设计

为了满足宽频段、细步进频率综合器的工程需求,对基于多环锁相的频率合成器进行了分析和研究。在对比传统单环锁相技术基础上,介绍了采用DDS+PLL多环技术实现宽带细步进频综,输出频段10~13 GHz,频率步进10 kHz,相位噪声达到-92 dBc/Hz@1 kHz,杂散抑制达到-68 dBc,满足实际工程应用需求。     

一种S频段高性能频率合成器的设计与实现

设计了一种高性能频率合成器,采用直接数字合成(DDS)与直接模拟合成相结合的方式,实现了S频段1 Hz细步进输出,频率捷变时间小于800 ns,并达到杂散抑制优于-65 dBc、相位噪声优于-115 dBc/Hz偏离载频1 kHz处的高性能指标.     

Ku波段宽带低噪声雷达频率源的研制

介绍一种低相噪、低杂散、宽带的雷达频率合成器方案的设计和实现,该方案采用超低相噪模拟锁相环芯片,并采用双环环内下混频结构,通过对环路滤波器的精心设计,大幅度改善相位噪声和杂散性能。给出设计过程及测试结果。实验证明该方案是成功的,达到的主要技术指标为:输出频率12.8~14.8 GHz,相位噪声-90 dBc/Hz@1 kHz,杂散-55 dBc,步进间隔50 MHz。     

基于环内混频宽带细步进频综的设计与实现

基于DDS+PPL环内混频结构,设计了一款频率覆盖范围为4698MHz~8278MHz的宽带频率合成器,实现了1Hz的频率步进,≤-100dBc/Hz@1KHz的相噪;通过引入1:1锁相改善了DDS的输出杂散,实现了全频段65dBc的杂散抑制。论证了综合运用DDS和环内混频技术可提高频率合成器的综合性能,具有良好的应用前景。     

低噪声整数频率合成芯片的设计

设计了一个锁相环频率合成芯片。该芯片集晶体振荡电路、鉴频鉴相器、电荷泵、分频器、低通环路滤波器和压控振荡器(VCO)等电路于一体。详细分析了频率综合器中的各个关键模块,利用MATLAB软件优化环路参数,简化了电荷泵、VCO和片内环路参数的相关设计。最后,给出了芯片照片和流片测试结果,验证了设计方法和电路设计的正确性。该芯片在0.35μm CMOS工艺下进行了流片,测试结果表明,电源电压3 V,电流25 mA,芯片面积为5.4 mm2(3 000μm×1 800μm)。输出频率0.8~1.2 GHz,步进50 MHz,单边带相位噪声优于-106 dBc/Hz@1 kHz,-106 dBc/Hz@10 kHz,-115 dBc/Hz@100 kHz,-124 dBc/Hz@1MHz,-140 dBc/Hz@10 MHz。