降低锁相式频率合成器相位噪声方法研究

针对锁相式频率合成器噪声特点,简述了相位噪声的表征形式,分析了锁相式频率合成嚣相位噪声的产生原因,提出了几种降低相位噪声的方法．ADS软件仿真的结果表明,这几种方法能够有效地改善锁相式频率合成器的相位噪声特性,提高频率合成器的稳定性,具有实际运用意义．     

低相噪频率合成器中环路滤波器仿真研究

为了改善短波跳频电台中频率合成器的相位噪声特性,分析了DDS激励PLL式频率合成器中锁相环单元工作过程,基于ADI公司的PLL芯片ADF4001,就相位噪声问题对环路滤波器进行了设计.从带宽和相位余量出发,通过一种参数的近似算法,重新计算设定滤波器各种参数值,有效降低了滤波器相位噪声.最后用ADIsimPLL仿真软件对锁相环进行了仿真.结果表明：在70MHz输出时,经计算调整后的系统噪声性能比调整前优化可达0.79%,滤波器噪声性能的优化可达4%.有效改善了频率合成器的相位噪声特性.     

低相噪频率合成器的设计与仿真

为了获得低相位噪声和高集成度频率源,设计了基于锁相环的频率合成器。利用ADS射频仿真软件,对锁定时间和相位噪声进行仿真,确定设计满足指标要求。用集成VCO的锁相环芯片ADF4360-7进行硬件测试,锁定频率在434MHz,功率达到1dBm,相位噪声为-87dBc/Hz@10kHz。此频率源指标满足大多数测量和通信系统要求,可在射频电路中推广使用。     

相位噪声和频率合成器

通过分析频率干扰的可能性，从而强调了时钟电路的重要性，并介绍频率合成器的结构。通过分析相位噪声及环路噪声在频率合成器中出现的原因，给出了如何消除噪声的方法。     

三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

提出了一种基于三维卡尔曼滤波的三阶数字锁频环设计方法,并将该锁频环用于高动态GPS信号的载波跟踪。推导了卡尔曼滤波与数字锁频环之间的等效关系,给出了基于该方法设计的锁频环的等效噪声带宽闭式解,分析了环路的暂态性能和稳态性能。以暂态带宽和均方根频率跟踪误差为性能指标,对基于该方法设计的锁频环和固定增益的数字锁频环进行了仿真对比。结果表明,在具有相同稳态带宽的情况下,两种环路具有可比拟的动态和静态跟踪误差,但基于该方法设计的环路具有较高的初始捕获带宽,环路收敛时间大大降低。     

短波接收机数字锁相频率合成器的设计

提出了基于DDS/PLL混合的频率合成器的设计方案,给出了主要的硬件选择,并且对该频率合成器的杂波抑制和相位噪声进行了分析,最后对样机的性能进行了测试,结果表明该频率合成器具有很好的性能,可应用于短波接收机中。     

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ADF4350锁相频率合成器的设计与实现

为了在天线接收机中产生精准的本振频率,以10 MHz的晶振作为ADF4350锁相频率合成器的输入信号,并以单片机控制ADF4350的本振作为输出信号。运用仿真软件ADF435X,计算得出ADF4350芯片输出2.422GHz时的6位寄存器的数值,并使用ADIsimPLL3.41软件仿真得出ADF4350的外围环路滤波器的电阻值、电容值和相位噪声值。硬件电路测试结果表明,ADF4350输出频率为2.422GHz,相位噪声可以达到低相噪模式。     

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.     

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。     

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.     

X~Ku波段宽覆盖捷变频频率合成器研制

提出了一种宽相对覆盖、低相位噪声的捷变频频率合成方法。该方法首先利用混频锁相环方法进行宽带锁相得到低相噪性能与捷变频性能,进而针对混频锁相环在宽覆盖情况下环路带宽急剧变化而导致系统相噪和捷变频性能下降的问题,提出实时调节锁相环电路的鉴相增益,以对压控振荡器的等效压控增益非线性进行补偿,从而实现在宽覆盖范围内锁相环环路带宽基本保持恒定,即确保所覆盖范围内低相噪性能与捷变频性能的一致性。基于本方法研制实现的11.1~13.1 GHz,最小步进10 MHz的宽覆盖合成器全范围环路带宽基本保持在600 kHz,输出信号相噪优于-83 dBc/Hz@1kHz,捷变频时间小于10 μs。     

一种四阶锁相频率合成器的环路设计

重点讨论了四阶锁相频率合成器的环路滤波器的设计.环路滤波器主要采用有源比例积分滤波器,为获得更好的环路性能,采用了三阶环路滤波器.通过环路开环传递函数,得到了环路的时间常数和环路滤波器的元件的设计公式.对环路进行了仿真实验,实验结果和实际测试表明总体性能较好,能满足项目要求.     

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。     

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.     

射频识别接收机前端低噪声CMOS全集成频率综合器关键模块设计

为满足射频识别接收机相位噪声性能要求,在分析了频率综合器整体噪声机制的基础上,将偶次谐波抑制电路应用于1.8 GHz压控振荡器设计并采用注入锁定高速与分频器结构,鉴频鉴相器PFD设计改善了相位死区,在整体上改善了频率综合器相位噪声。利用0.25μm 1P6M RFCMOS工艺,完成了频率综合器的完整版图设计。仿真结果表明:VCO调谐范围达到47.2%,电路整体相位噪声达到-128 dBc/Hz@1 MHz,完全满足应用要求。