一种集成占空比校准的低杂散参考时钟倍频器

为降低小数分频模拟锁相环的相位噪声,并改善采用传统异或门倍频器对参考时钟进行倍频时引起的锁相环输出杂散,提出了一种集成占空比校准的低杂散参考时钟倍频器.该倍频器对输入时钟进行倍频后输出参考时钟到锁相环,通过降低锁相环的分频比有效降低了锁相环输出信号的相位噪声.针对由倍频器输入时钟占空比误差引起的参考时钟频率抖动及锁相环输出杂散恶化,该倍频器通过数控边沿调整技术在较大误差范围内进行占空比粗调,然后通过模拟占空比校准环路进行高精度占空比校准,两种校准方式根据所提出的占空比校准控制算法协同工作,在扩大校准范围的同时提高了校准精度.仿真结果证明可以将100 MHz输入参考时钟占空比误差从13.8%降低至0.007%,且倍频输出频率误差低至380×10~(-6).基于40 nm CMOS工艺对该倍频器进行流片验证,测试结果表明:该倍频器能够使锁相环输出信号的带内噪声降低约6.67 dB,量化噪声降低约5.61 dB,且占空比校准后,能够将锁相环输出信号频谱中距离载波1/2参考时钟频率偏移处的杂散降低约9.52 dB;通过倍频器对锁相环的参考时钟进行倍频能够有效降低锁相环的带内噪声和量化噪声,对倍频器输入时钟的占空比进行校准能够有效降低锁相环输出频谱中的杂散.     

高灵敏度GNSS接收机频率合成器设计

为了提高全球卫星导航定位系统(GNSS)接收机的灵敏度,设计低相位噪声的小数频率合成器.通过分析灵敏度与相位噪声的关系,提出新的实现方案.该方案利用品质因数增强型可变电容减小压控振荡器(VCO)相位噪声,基于CMOS双D触发器单元的多模分频器和尾电流滤波的预分频降低带内相位噪声,充、放电流自校正且互补开关切换的电荷泵和带随机化抖动的Σ Δ调制器抑制杂散.该电路在0-18 μm CMOS工艺上实现.测试结果表明：提出的频率合成器能够接收所有的GNSS信号,输出的频率调谐范围达到58%,VCO增益变化小于±21%,当偏移频率为1 MHz时, 本振(LO)相位噪声低于-121 dB,最大功耗为117 mW.提出的小数频率合成器,已成功应用于高灵敏度GNSS接收机中,在GPS模式下灵敏度达到-157 dBm.     

基于ADS仿真的P波段频综器设计与实现

针对某机载电子设备的需求,研制了低相噪、低杂散的P波段捷变频频综器.在提出频综器的总体设计方案的基础上,对P波段跳频基准模块的环路滤波器设计及杂散产生进行了探讨,运用ADS软件对P波段跳频基准模块的相位噪声、杂散及锁相时间进行了仿真设计,最后给出了工程实现结果.测试结果表明：各点单边带相噪总体优于110 dBc/Hz,杂散优于75 dBc,完全满足指标要求.     

降低电荷泵锁相环频率合成器的杂散分析

为了改善锁相环频率合成器的杂散,分析了电荷泵锁相环频率合成器杂散的表征形式以及产生的原因,并提出了5种降低杂散的方法,最后通过ADS软件进行了仿真.仿真结果表明:在改变参数为原先的50%的情况下,减小分频比来降低杂散的效果最为明显,可以减小3.823 dB,而减少环路极点则相对弱一些,只减小了1.605 dB.在工程实践中借鉴这些方法可设计出符合杂散需求的频率合成器.     

X波段跳频本振模块设计与仿真

为了满足某系统倍频功放组件需求,提出了低相位噪声、低杂散、频率捷变和高频段输出的X波段跳频本振模块设计方法.首先提出了跳频本振模块的总体设计方案,然后对P波段跳频基准电路、X波段固定点频电路进行了设计,最后采用ADS软件对相位噪声、杂散等指标进行了仿真优化.仿真结果验证了该方案的可行性.     

伪随机序列快速跳频频率合成器的研制

军用跳频通信系统为了提高抗干扰能力和达到高的通信性能,要求跳频频率合成器具有高的跳频速度、低的相位噪声和杂散电平,同时输出频率按照伪随机序列跳变.本文介绍了一种伪随机序列快速跳频频率合成器.本跳频频率合成器采用直接数字频率合成技术(DDS)和锁相频率合成技术(PLL)相混合的形式产生高精度、高稳定的频率输出.该频率合成器的输出频率按m序列快速跳变,输出信号带宽为:350～510MHz,相位噪声优于-90dBC/Hz/1KHz,杂散电平优于-60dB.该频率合成器能应用于军用跳频通信系统,改善通信系统的抗干扰能力.     

锁相跳频源的极值相位裕量设计法

针对电流型电荷泵PLL频率综合器芯片,提出一种称为极值相位裕量的无源环路滤波器方案和设计方法。使PLL频率合成器成为2型(3~4)阶环;论证了设计公式,并用良好设计方法研制了一个L波段的跳频源。该跳频源在相位噪声、调频速度和杂散抑制等方面的性能指标较高。     

小数N频率合成器中模拟相位内插模型设计

介绍了小数N频率合成器中模拟相位内插技术,分析了小数分频产生的尾数调制、剩余相差和相位误差补偿模型．给出了补偿技术应用于小数N频率合成器中的方法、实际应用中的关键点以及模拟相位内插实验结果．     

直接数字频率合成器中的相位噪声分析

相位噪声和杂散性能是制约直接数字频率合成器(DDS)用于高稳定频率源的关键指标。文中给出了一种全新思维,定量分析了DDS中由相位截断引起的杂散谱及由相位截断、ROM存储器有限字长和DAC性能对其相位噪声性能的影响。     

基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统

提出了一种基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统。利用频率信号间相位差周期性变化的规律,无需频率归一化便可完成相互间的线性相位比对。通过参差鉴相器获取相位差信息,经低通滤波及相关信号处理后得到参考源的压控信号,进而实现相位锁定并在锁定后提取被测信号的相位噪声信息送入频谱分析仪,从而实现了相位噪声的高精度测量。该系统可以用一个参考源完成任意频率信号的相位噪声测量,而且参考源的相位噪声低、频率稳定度高、压控范围宽。实验结果和分析表明了该系统设计的合理性和先进性,与传统相噪测量系统相比,具有测量精度高、电路结构简单和成本低的优点,具有广泛的应用和推广价值。     

一种抑制相位截断误差引起的杂散结构

为了减少DDS中相位截断误差引起的杂散,二阶噪声整形电路和Sunderland结构相结合的DDS结构可以将杂散能量从频谱的低频段搬移到高频段,然后通过高质量的低通滤波器,有效地滤除相位截断引起的杂散.仿真结果表明,采用这种结构的低频段杂散功率谱明显减少.     

一种新型不同频直接鉴相的锁相环

对于输入和输出信号频率接近或者近似成整数倍关系类型的频率变换,利用目前的锁相技术很难解决．基于异频信号间的相位差变换规律,采用相位重合点检测电路、等效鉴相电路、可调偏置型环路滤波器等设计了一种新型的锁相环．实验结果表明,上述锁相环具有低噪声、高稳定度、输出频率便于调整等特点．     

11.8GHz低相噪频率源的设计

针对汽车防撞雷达系统,设计了11.8GHz低相噪频率源.在对锁相环技术研究的基础上,分析相位噪声达到要求指标的可行性,并介绍鉴相器电路、压控振荡器电路以及环路滤波器电路的设计.测试结果表明该输出频率为11.8GHz的频率源获得很好的相位噪声性能,实现1kHz处相位噪声指标优于-90dBc/Hz,并且其他指标均达到要求.11.8GHz低相噪频率源能提高汽车防撞雷达系统的性能.     

基于FPGA的全数字时钟生成方法

由数控振荡器(NCO)生成的时钟存在严重的周期性边沿抖动,并且频域上存在较多的杂散信号.为此,在NCO的基础上引入抖动算法和锁相环技术,设计一种改进的全数字时钟生成方法.采用抖动算法产生随机数,并将随机数添加到NCO的数字相位输出端,使得时钟边沿随机提前,从而降低相位抖动的周期性,使杂散的功率均匀化分布到整个频域;利用锁相环技术滤除由于杂散的均匀化而增加的基底噪声.在Matlab中搭建仿真模型,生成几种不同频率的目标时钟,统计结果显示:采用该方法后时钟的相位抖动标准差显著降低.将本设计应用于Spartan-6FPGA,实验结果表明:抖动算法可使杂散白化,锁相环技术可以降低基底噪声,滤除带外杂散.在与现有方法频率稳定度相近的情况下,所提方法输出的时钟信号频率精度大为提高,频率精度和稳定度分别达到7.5×10~(-9)和2.5×10~(-9),并且所得到的时钟信号具有频率适应性.     

频点自跟踪自适应频率相位联合估计器及性能评价

基于二阶自适应陷波滤波器的频率相位联合估计器在工程上有着广泛的应用,但其应用前提是参考信号相对输入信号频偏较小.因为随着频偏增大,频率和相位估计的偏差和方差也随之增大.文章分析了自适应频率相位联合估计器的性能及频偏的影响,提出了频点自跟踪自适应频率相位联合估计器,并针对目标辐射噪声信号和主动发射信号的回波进行了仿真.仿真结果表明,相同条件下该估计器较自适应频率相位联合估计器大大减小了估计偏差和方差,可实现无偏估计且使估计方差接近CRLB.这一特性甚至在低信噪比时也保持良好.     

分析直接数字频率合成器相位截断误差的新方法

通过分析直接数字频率合成器的工作过程，利用相位截断误差与频率控制截断字的关系，给出了频率控制截断字对杂散的分布及幅度的影响，提出了利用频率截断字计算杂散的方法，从而减小了频率混叠对计算杂散的影响。     

120兆赫脉冲吞除程序控制分频电路的逻辑设计

程序控制分频器在数字频率合成器中是使压控振荡器输出的频率降低到鉴相频率附近,同时通过改变其分频比达到改变合成器的工作频率。因此,程序分频器所能达到的最高工作频率的高低关系到鉴相频率的高低及信道间隔,从而影响环路的设计和合成器的指标。一直是数字式频率合成器中研制、分析的重点课题之一,本文介绍脉冲吞除程序分频的关键部分——高速变换模数的前置分频逻辑设计以及对程序分频的分析、讨论,同时介绍工作频率达120兆赫的脉冲吞除程序控制分频实际线路。     

基于数字鉴频器的新型微波锁相环捕获方法

为了提高锁相环锁定速度,在研究快速捕获技术基础上提出一种新型的数字鉴频器的设计方法,然后对一个频率范围在1~8 GHz、频率步进为10 MHz的宽带锁相频率源进行了设计与实现.该方法利用鉴频器对压控振荡器的频率进行精确预置,使其进入锁相环快捕带,实现对锁相环宽带捕获和精确预置.测试结果表明,该锁相频率源相位噪声低,杂散小;采用该方法,捕获时间有了较大的改善.     

小数分频器CX72300及其应用

介绍了2.1GHz双模N小数分频芯片CX72300的特点、内部结构,并以CX72300为例主要介绍了该芯片在低相噪、捷变频、小步进频率合成器设计中的应用。     

一种基于类分数分频的Δ∑延时锁定环的设计

针对现有Δ∑延时锁定环中调制器的功耗问题,提出一种基于类分数分频的Δ∑延时锁定环的设计方法。通过使用分频器,降低Δ∑延时锁定环中调制器、电荷泵、相位选择器等模块的工作频率,由此减小设计难度,并解决了传统结构中的调制器功耗和相位切换的毛刺问题。同时采用自参考多相时钟和FIR噪声滤除技术解决了使用分频器造成的相位模糊以及量化噪声的恶化问题。测试结果表明,该结构可以在基于低频Δ∑调制中实现低于1ps的时域分辨率,并且获得与传统结构相当的时钟抖动性能。