延迟锁定环路的大步进快速捕获

本文提出一种新的延迟锁定环路的大步进快速捕获方法，主要解决目前尚未很好解决的低信噪比长序列伪随机码的快速捕获问题。文中讨论了在步进快速捕捕获延迟锁定环路的原理与实现，分析了这种环路的平均捕获时间，解扩相关器的输出成分及大步进搜索时的虚警与检测概率。     

一种加快频率合成器跳频速度的新方法

本文介绍一种加快频率合成器跳频速度的新方法,该方法能确保环路的初始频差在快捕带以内,使环路迅速捕获锁定。同时,这种方法降低了对VCO性能的要求,只要在VCO振荡频率的范围内,都能保证环路实现快捕。本方法硬件结构简单、容易实现,并有较大的灵活性,在未来工程中将具有广泛的应用前景。     

锁相环路频率捕获的研究

当本振正在扫描时,利用比例积分控制滤波器捕获带噪声信号锁相环路的能力,是根据这种系统的低频General Electric Electronic System Evaluator模型的经验决定的。本文研究自然频率和阻尼系数对线性环路(与中频信号受限幅的环路不同)的频率捕获性能的影响。此外,还讨论了中频信号受到严格限幅的环路,也讨论了对给足的信噪比在捕获概率等于或大于90％的情况下为使扫描率最大而设计的环路。对输出信号中的均方根相位抖动进行了测量,作为验证,预测相位抖动的标准分析的方法。研究端果如下: 1)阻尼系数在0.5～0.85的范围内有接近于最佳的捕获性能。 2)对给定的(S/N)_IF来说,虽然降低环路增益会减小相位抖动,但却降低了环路捕获和跟踪信号的总能力。 3)中频的“严格”限幅器能有效地作为增益控制,以提高环路的性能。 4)若给出(S/N)_IF和环路参数时,可用由试验结果推导出来的经验公式准确地预测捕获概率为90％的压控振荡器扫描率。     

毫米波IMPATT振荡器的高效率分谐波注入锁定

在毫米波领域,IMPATT振荡器的有效的稳定能够通过分谐波注入锁定一个弱寄生振荡信号的方法来实现。在分谐波注入锁定的实验中,在主振频率的分谐波比为1:2时,锁定范围在10MC的情况下.其锁定增益达到19db以上。在同样的锁定范围下,当分谐波比为1:4和1:6时,锁定增益分别大于12db和13db。用寄生振荡信号,当寄生振荡频率的分谐波比为1:2时,达到了锁定范围为10MC而增益大于32db的指标。锁定增益比应用主振信号时高13db。当分谐波比为1:4时,增益高于15db。用频谱分析仪测量,发现由分谐波注入信号锁定的信号几乎同注入信号完全一致。这些实验数据表明,利用寄生振荡信号的分谐波注入锁定比用主振信号时具有更高的增益。     

双环自动搜索扫描电路

在锁相环里,使用扫描电路可以有效地解决加宽捕捉带和提高环路滤波能力的矛盾,但以前所使用的扫描电路都很复杂,且可靠性、有效性和通用性不很理想。近来出现的双环自动搜索扫描电路以其电路简单,工作可靠,扩捕有效,通用性好的突出优点给人们以极大的兴趣。一、老式扫描电路是怎样工作的老式扫描电路的构成如图1所示。它是由失锁指示器,控制开关和扫描振荡器三部分组成的。失锁指示器对环路的工作状态一失锁或锁定做出判决,如果     

一个新型的扩捕电路

笔者根据有关资料和工作实践,应用了一种新型的扫描扩捕电路。说明了它的工作原理,电路实现,并与常用的扫描法电路从锁定判决、电路形式、扫描——停扫控制和锁定指示电路四个方面进行了比较,认为这是目前比较完善的扫描扩捕电路之一。     

毫米波雪崩二极管的高效率分谐波注入锁定

用分谐波注入锁定一个微弱的寄生振荡信号,能够对毫米波雪崩二极管振荡器实现有效的稳定。在分谐波注锁实验中,当分谐波频率与主振频率之比为1:2时,在10兆赫的锁定频率范围内可以得到大于19分贝的锁定增益;在分谐波比值为1:4和1:6时,可分别获得12分贝和13分贝的锁定增益。利用寄生振荡信号时,在分谐波频率与寄生振荡信号频率之比为1:2的情况下,可在10兆赫的锁定范围内得到高于32分贝的锁定增益(这比对主振信号锁定时的锁定增益要高13分贝);在分谐波比为1:4时,锁定增益高于15分贝。用频谱分析仪测量表明,被分谐波注入锁定的振荡信号几乎与注入信号相一致。这些数据表明,用分谐波注入锁定的锁定增益比用主振信号注入锁定高。     

2.488 Gbit/s时钟数据恢复电路的设计

利用Cadence集成电路设计软件,基于SMIC 0.18 μm 1P6M CMOS工艺,设计了一款2.488 Gbit/s三阶电荷泵锁相环型时钟数据恢复(CDR)电路.该CDR电路采用双环路结构实现,为了增加整个环路的捕获范围及减少锁定时间,在锁相环(PLL)的基础上增加了一个带参考时钟的辅助锁频环,由锁定检测环路实时监控频率误差实现双环路的切换.整个电路由鉴相器、鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器和压控振荡器组成.后仿真结果表明,系统电源电压为1.8V,在2.488 Gbit/s速率的非归零(NRZ)码输入数据下,恢复数据的抖动峰值为14.6 ps,锁定时间为1.5μs,功耗为60 mW,核心版图面积为566 μm×448μm.     

用数调收音头改装独特的FM立体声发射机

本文介绍的FM立体声发射机是用日本进口歌乐CT-503数调FM收音头改制的，利用数调收音头锁相环频率台成电路能够锁定本振频率的原理来锁定FM立体声发射机本振电路。实验表明用这种方式制作的FM立体声发射机不但取材容易、发射频率可调，囚电路采用了锁相环频率合成技术，发射频率十分稳定、效果理想、还带数显，非常直观适用，特别适合在学校单位建立小型的教育电台。     

基于肖特基二极管的四次谐波混频器

针对冰云探测设备的预研,详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器.为了提升混频效率,采用两级紧凑微带共振单元（CMRC）本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一,大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明,在640~700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7~22.1 dB,在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.     

A 1.6-GS/s 12-bit return-to-zero GaAs RF DAC for multiple Nyquist operation

A 12-bit 1.6-GS/s digital-to-analog converter (DAC) implemented with 4-/spl mu/m/sup 2/ GaAs HBT process is presented. Return-to-zero (RZ) current switches are added to current steering DAC for high-frequency wideband applications to achieve 800-MHz bandwidth at first and second Nyquist band without the need for a reverse sinc equalization filter in wideband transmitter application. The RZ circuit also improves spectral purity by screening the switching noise from the analog output during data transition. Measured performance shows two-tone third-order harmonic distortion of -70 dB at 1.5-GHz output frequency, clocked at 1.6 GHz. Reliable interface with CMOS logic IC is guaranteed with the inclusion of a four-clock-deep FIFO circuit. The DAC dissipates 1.2 W at -5 V when sampled with 1.6-GHz clock, with typical output voltage swing of 1.2 V/sub PP/.     

卡尔曼滤波在原子钟驯服中的应用

利用授时型接收机的秒信号驯服原子钟,可以提高原子钟的长期稳定度。由于接收机受各种噪声的影响将导致得到的铷钟相对于星钟频差数据不精确。本文设计了一种应用于校频系统的卡尔曼滤波算法,卡尔曼并采用FPGA内嵌ARM处理器对算法进行了验证,多次采样的数据滤波处理得到了满足要求的频差数据,为校准铷原子钟创造了条件提供依据。     

基于MSP430F499的波形合成器

以MSP430F499为核心,主要由方波振荡电路、分频与滤波模块、移相电路、放大电路、加法器等组成。将方波振荡器的信号分频滤波产生不同频率的正弦波,经移相放大等处理后,分别根据方波三角波谐波组成关系,再合成方波和三角波。滤波模块对同一信号进行二次滤波,先用开关电容滤波器滤波,再经三阶巴特沃斯低通滤波器滤波,降低了高次谐波对信号的影响同时保证了通带内信号的平坦。可通过按键进行波形切换以及合成阶数切换,人机交互灵活,界面友好,操作简单。     

Stabilizing an optoelectronic microwave oscillator with photonic filters

This paper compares methods of active stabilization of an optoelectronic microwave oscillator (OEO) based on insertion of a source of optical group delay into an OEO loop. The performance of an OEO stabilized with either a high-Q optical cavity or an atomic cell is analyzed. We show that the elements play a role of narrow-band microwave filters improving an OEO stability. An atomic cell also allows for locking the oscillation frequency to particular atomic clock transitions. This reports a proof-of-principle experiment on an OEO stabilization using the effect of electromagnetically induced transparency in a hot rubidium atomic vapor cell.     

基于频差倍增法的频率标准装置建模与分析

在航天测控及广电电力领域,为了保证时间和频率统一,需要对时统的铷钟及髙稳晶振等设备进行高精度频率测量。采用了一种以铯原子频率标准为参考,基于频差倍增法构建的频率标准装置,根据频差倍增法测量原理,推导了测量铷钟及髙稳晶振过程中数据影响因素的数学模型,在此基础上,通过对测量影响因素的分析及实测数据计算,对装置的测量不确定度进行了分析和评定。评定结果表明,标准装置符合铷钟及髙稳晶振的检定规程要求,能够确保测量结果准确可靠。     

基于CMOS工艺的太赫兹振荡器

在太赫兹频段,无源器件电容电感的品质因数低、电路的寄生参数以及MOS管的截止频率影响使太赫兹振荡器电路难以实现高功率输出。提出一种300 GHz可调谐振荡器,首先,采用改进的交叉耦合双推(Push-Push)振荡器结构,通过输出功率叠加的方法输出二次谐波300 GHz信号,增加了振荡器的输出功率并突破了MOS管截止频率,并通过增加栅极互连电感增加输出功率。其次,太赫兹振荡器摒弃传统片上可变电容调谐的方式,通过调节MOS管衬底电压改变MOS管的栅极寄生电容实现频率调谐,避免太赫兹频段引入低Q值电容,进一步增加了输出功率。提出的太赫兹振荡器采用台积电40 nm CMOS工艺,基波工作频率为154.5 GHz,输出二次谐波为 309.0 GHz,输出功率可达-3.0 dBm,相位噪声为-79.5 dBc/Hz@1 MHz,功耗为28.6 mW,频率调谐范围为303.5~315.4 GHz。     

利用锁相技术解决原子钟的相位噪声问题

本文以原子钟作为参考源,把传统倍频技术和锁相倍频技术进行了对比试验,给出了试验结果,证实利用锁相技术可以解决原子钟的相位噪声问题。     

一种红外气体检测中谐波信号锁相放大器的设计

基于波长调制光谱技术,本文设计了一种采用键控法进行相敏检测的二次谐波信号锁相放大器。与传统相敏检测方法相比,键控法相敏检测简化了电路的设计,降低锁相放大器的成本。本文利用MATLAB软件对设计搭建了仿真模型,包括带通滤波器、相敏检测器、低通滤波器等部分。通过对模型进行仿真验证了该设计,在二次谐波信号幅度为01 V,高斯带限白噪声方差为10时,输出最大误差在2以内,且具有良好的线性度。通过仿真表明该方法能够用于气体浓度检测,且方法简单,性价比高。     

A 39-to-45-Gbit/s multi-data-rate clock and data recovery circuit with a robust lock detector

We describe a 40-Gbit/s-class clock and data recovery (CDR) circuit with an extremely wide pull-in range. A Darlington-type voltage-controlled oscillator (VCO) is newly designed to cover the STM-256/OC-768 full-rate-clock frequencies with a wide frequency margin. We also describe a new lock detector using an exclusive-NOR gate. The CDR IC was fabricated using InP/InGaAs HBTs. Error-free operation and wide eye opening were confirmed for 40-, 43-, and 45-Gbit/s PRBS with a word length of 2/sup 31/ - 1. We attached a frequency search and phase control (FSPC) circuit to the chip as a new frequency acquisition aid, and this allows the CDR circuit to pull in throughout a 39-45-Gbit/s range. The peak-to-peak and rms jitter of the recovered clock were 3.6 and 0.48 ps, respectively.     

Short-term stability of passive atomic frequency standards

The instability of passive atomic frequency standards caused by shot noise introduced by the atomic reference is calculated. This instability can be characterized by a figure of merit for the atomic reference, and the asymptotic functions for the rms frequency fluctuation for long and short averaging times expressed in terms of this quantity. Measurements of the rms frequency fluctuation of cesium atomic beam and rubidium vapor frequency standards are compared with theory, and the predicted performances of various existing and proposed atomic standards are tabulated. It is feasible to build atomic beam frequency standards whose stability for averaging times less than one second is limited by noise in the crystal oscillator rather than by shot noise, a criterion generally met by rubidium vapor frequency standards. For long averaging times, shot noise will always be the fundamental limiting factor in atomic frequency standard stability.