低相位噪声微波锁相频率合成振荡器的设计

主要讨论了低相位噪声微波锁相频率合成器的设计 ,并对影响其相位噪声的主要因素如环路滤波器、分频器、鉴相器及压控振荡器 (VCO)分别作了分析和讨论 ;指出了在鉴相器、分频器预先选定的条件下 ,如何设计环路滤波器和压控振荡器而获得最佳的相位噪声性能。     

论证振荡器相位噪声幂律谱的形成机理

本文分析了振荡器输出信号中相位噪声功率谱密度与等效噪声电压相对功率谱密度的关系。简捷地推导出了LC反馈振荡器相位噪声幂律谱的一般表示式,得到了各种相位噪声分量与振荡器电路参数之间的关系。所得到的全部结果给低噪声振荡器的设计、制作、频率稳定度的分析与相位噪声的测量提供了理论依据。     

SAW振荡器的相位噪声分析

声表面波振荡器是一种典型的反馈振荡器。根据Leeson反馈振荡器相位噪声模型,分析了SAW振荡器的相位噪声特点,特别是不同的SAW反馈元件,分析结果表明不同的SAW反馈元件通常有不同的相位噪声特点。还讨论了降低相位噪声电平,提高振荡器的谱密度的方法和途径。     

2.3GHz微波晶体振荡器

本文介绍频率为2.3GHz高频率稳定度、低相位噪声微波晶体振荡器的设计思想,电路组成及测试结果。该振荡器采用了一块基频为777.4 MHz的新型石英谐振器,并工作在它的三次泛音频率上。微波晶振系统输出功率大于10mW,它的双边带相位噪声在偏离振荡频率1KHz处优于-100dB/Hz。     

紧凑型光电振荡器

美国OEwaves公司生产的紧凑型光电振荡器（OEO）采用光电反馈环路技术．摆脱了传统振荡器的限制．可在微波和毫米波频率范围内工作,其相位噪声比常规微波振荡器低至少3个数量级,而且体积较小。     

CMOS环型压控振荡器的设计

设计和分析了一种高稳定度、低噪声的CMOS环型压控振荡器。该电路具有较低的压控增益,较好的线性范围,较低的相位噪声。应用复制偏置电路,对差分环型压控振荡器的控制电压进行复制,通过对压控振荡器相位噪声的计算和分析,以提高对环型压控振荡器电源电压噪声和衬底噪声的抑制。该设计和分析是基于上华0.5 μmCMOS工艺,当控制电压从1～3 V变化时,相应的振荡频率为100～500 MHz;在偏离中心频率1 kHz、10 kHz、100 kHz和1 MHz频率处得到的相位噪声分别为?50 dBc/Hz、?75 dBc/Hz、?98 dBc/Hz和?120 dBc/Hz。     

高功率微波振荡器功率合成中的锁频与锁相

全面分析和评述了高功率微波振荡器率合成中的锁频与锁相，研究腔振荡器的主从锁相，互耦振荡器的等同锁相以及环形串接互耦振荡器，中心联结网状互耦振荡器的等同锁相等不同锁相方式的基本原理与方法，并给出数值计算结果；讨论相位与锁相方式和振荡器有关参量的关系；简要介绍高功率微波的腔体功率合成与空间功率合成的概念。     

一种2.3GHz低相位噪声BJT振荡器设计

射频振荡器一直是射频电路设计的难点,针对在射频振荡器设计方面压控振荡器的设计资料较多,而对于工作在固定频率点的振荡器设计实例较少的情况,设计了一种工作在2.3GHz的负阻振荡器,并通过计算机优化设计使该振荡器具有较低的相位噪声特性,由实测结果显示,输出功率可达到5.23dBm,在振荡器振荡中心频率为2.27GHz时,相位噪声为-109.82dBc/Hz@600kHz.而且该电路结构简洁,便于集成电路设计。     

一种低噪声GaAs HBT VCO的设计与实现

为了降低双极型工艺中二极管对相位噪声的影响,实现了一种工作在K波段的全集成差分压控振荡器．该振荡器基于砷化镓异质结双极晶体管工艺来实现,电路采用改进的π形反馈网络来提高振荡回路的品质因数,降低了压控振荡器的相位噪声,并补偿了电路本身存在的180°相位偏移．芯片的频率变化范围为23.123GHz到23.851GHz,最大输出功率为-1.68dBm; 整个电路由-6V的电源供电,直流功耗为72mW,控制电压为-3V时相位噪声为-103.12dBc／Hz@1MHz,芯片面积为0.49mm²．文中采用的电路结构能够降低双极型工艺中二极管对压控振荡器相位噪声的影响,在不牺牲压控振荡器调谐宽度的情况下可实现低的相位噪声．     

相位噪声条件下OFDM系统参数的优化设计

由于采用子载波间相互正交的结构,OFDM系统对于由本地振荡器不稳定性所导致的相位噪声影响非常敏感,针对公共相位误差CPE和载波间干扰ICI两种影响表现形式不同的干扰项,从功率谱密度函数这一独特角度分析了相位噪声对OFDM系统性能的影响,提出了旨在提高接收机抵抗相位噪声能力的OFDM系统关键参数优化与设计准则,可在对所设计OFDM系统性能加以提高的同时,有效降低对接收机前端模拟振荡器件和相位噪声抑制单元的性能指标要求,从而降低接收机硬件实现成本。     

Dual transponder ranging performance in the presence of oscillator phase noise

A dual transponder carrier ranging method can be used to measure inter-satellite distance with high precision by combining the reference and the to-and-fro measurements. Based on the differential techniques, the oscillator phase noise, which is the main error source for microwave ranging systems, can be significantly attenuated. Further, since the range measurements are derived on the same satellite, the dual transponder ranging system does not need a time tagging system to synchronize the two satellites. In view of the lack of oscillator noise analysis on the dual transponder ranging model, a comprehensive analysis of oscillator noise effects on ranging accuracy is provided. First, the dual transponder ranging system is described with emphasis on the detailed analysis of oscillator noise on measurement precision. Then, a high-fidelity numerical simulation approach based on the power spectrum density of an actual ultra-stable oscillator is carried out in both frequency domain and time domain to support the presented theoretical analysis. The simulation results under different conditions are consistent with the proposed concepts, which makes the results reliable. Besides, the results demonstrate that a high level of accuracy can be achieved by using this oscillator noise cancelation-oriented ranging method.     

小型Ka频段锁相倍频源

介绍了小型毫米波跳频频率合成器的研究方法。为了满足系统小型化要求,采用微波频段锁定后倍频到毫米波频段的锁相倍频方案,选用超小型、无任何补偿措施的普通10 MHz晶振。整个毫米波锁相源在150 cm3体积内实现。测试结果为:输出频率29~31 GHz,步进20 MHz,相噪优于-65 dBc/Hz@10 kHz,输出功率大于10 dBm,可用于8 mm接收机作本振或发射机基准源使用。     

基于提高有载Q的120 MHz低相噪晶体振荡器设计

从反馈振荡器的Leeson模型相位噪声表达式出发,分析了有载Q的重要性,针对基本皮尔斯振荡电路推导出有载Q的表达式,得到C1越大,有载Q越高的结论。在此基础上设计了一个120 MHz AT切低相噪晶体振荡器样机,经实际测试,该振荡器在偏离载频100 Hz、220 Hz、1 kHz和底部相位噪声分别达到了-130 dBc/Hz、-142 dBc/Hz、-155 dBc/Hz和小于-175 dBc/Hz。结果表明,从提高有载Q出发对低相噪晶体振荡器进行设计是可行的。     

W波段小型化锁相源

根据基波锁相、谐波提取的思想,采用双环数字锁相方式,实现了W波段二次谐波耿氏锁相振荡器;分析了混频锁相环中输出端口与中频端口相位抖动的关系,指出了从自身中频端口测试相噪的局限性。该锁相源频率为93 GHz,射频偏离载波50 KHz时,相噪为-70 dBc/Hz,输出功率大于10 mW,可用于本振等小功率场合     

基于duffing方程组的微弱正弦信号参数检测

本文将非线性混沌振子用于微弱正弦信号检测,将深陷在噪声背景下的微弱正弦信号检测出来。基于Duffing振子的混沌运动,利用系统发生间歇混沌现象的频差条件和相位差对于系统特性的影响,采用混沌振子阵列实现对噪声背景下微弱信号的检测,提出了改进的频率、相位、幅值检测方法。     

自相关级联混沌振子法实现随相弱正弦信号的检测

为了全面考查混沌振子系统的检测能力,改善系统的检测性能并实现随机相位微弱正弦信号的检测,通过Monte-Carlo仿真得到了系统的检测性能,提出了自相关与混沌振子相结合的检测方法.首先对接收信号进行自相关,故意失掉相位信息并抑制部分噪声,从而使自相关结果即送入混沌振子的信号变为了信噪比得到增强的0初相正弦信号,采用一个方程就可实现检测.避免了方程组的方法,不仅降低了检测的复杂度,也提高了检测性能,Monte-Carlo仿真证明了联合检测系统提高了对微弱信号的检测能力.     

电荷泵型集成锁相源的设计

本文以集成频率合成器LMX2312U作为核心芯片,介绍了一种射频频段电荷泵型锁相源的设计方案.分析了方案的具体实现,给出了基于LMX2312U的二阶环路滤波器的设计,最后给出相噪的测试结果.