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宽带微波锁相频率源设计

作　者: 蔡发娟
导　师: 鲍景富
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 电荷泵分数型锁相环 YTO
分类号: TN74
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 148次
引　用: 2次
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内容摘要

频率合成技术是现代电子通讯的关键技术,而超宽带的频率合成器作为测试仪器的核心在军事和民事领域都体现了其重要性,因此高性能的宽带频率合成技术的研究极具重要意义。本文在分析了典型的锁相环工作原理和相位噪声传递特性的基础上,将基本原理应用于不同种类的频率合成器(包括整数型频率合成器,分数型频率合成器和电荷泵型频率合成器)分析了各种类型频率合成器的工作原理和指标性能,并特别分析了高阶电荷泵锁相环消除控制电压跳变的原因和高阶电荷泵锁相环的稳定性。设计了一种基于YIG调谐振荡器(YTO)和分数分频锁相的2~6GHz超宽带频率合成器的方案,并对YTO的驱动电路进行了仿真。采用Hittite公司的分数锁相芯片HMC700以及YTO,通过对三阶无源环路滤波器和环路各部件的精确设计以及电磁兼容板层规划和布线设计实现了宽频带、小步进、低相噪的频率输出。完成了整个YTO组件和超宽带频率合成器的调试测试工作。分析了在测试过程中出现的各种问题。测试表明该频率合成器实现了在整个频带内相位噪声优于-90dBc/Hz@10KHz。最后总结了全文的工作并给出了改进的建议。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章序言  8-10
  1.1 频率合成技术的发展  8-9
  1.2 频率合成器的技术指标  9
  1.3 本文内容安排  9-10
第二章锁相环基本组成和原理  10-24
  2.1 锁相环的组成  10-17
    2.1.1 鉴相器  10-14
    2.1.2 环路滤波器  14-15
    2.1.3 压控振荡器（VCO）  15-16
    2.1.4 分频器  16-17
  2.2 锁相环的性能分析  17-23
    2.2.1 锁相环的相位噪声模型  18-22
    2.2.2 环路带宽及稳定性分析  22-23
  2.3 小结  23-24
第三章各类频率合成器介绍  24-36
  3.1 整数型锁相环频率合成器  24
  3.2 分数型锁相环频率合成器  24-29
    3.2.1 传统的分数锁相环频率合成器  25-27
    3.2.2 Delta-sigma 分数锁相环频率合成器  27-29
  3.3 电荷泵锁相环频率合成器  29-35
    3.3.1 工作原理  29-30
    3.3.2 二阶电荷泵锁相环和三阶电荷泵锁相环的比较  30-32
    3.3.3 电荷泵锁相环的杂散  32-34
    3.3.4 高阶电荷泵锁相环稳定性分析  34-35
  3.4 小结  35-36
第四章 2～6GHz 超宽带微波频率源设计  36-62
  4.1 系统方案及可行性分析  36-38
  4.2 主要芯片选择  38-41
  4.3 各类指标分析  41-42
    4.3.1 相位噪声  41
    4.3.2 杂散  41-42
    4.3.3 功率指标  42
  4.4 电路设计  42-57
    4.4.1 电源部分的设计  42-43
    4.4.2 YTO 驱动电路设计  43-48
    4.4.3 三阶环路滤波器设计  48-50
    4.4.4 超宽带定向耦合器设计  50-54
    4.4.5 参考部分电路设计  54-56
    4.4.6 锁相环控制部分设计  56-57
  4.5 电磁兼容设计  57-61
  4.6 小结  61-62
第五章调试与结果分析  62-71
  5.1 YTO 测试  62-63
  5.2 频率合成器测试  63-67
  5.3 环路滤波器调试遇到的问题  67-69
  5.4 杂散指标的调试  69-70
  5.5 小结  70-71
结论  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-75
攻读硕士期间取得的研究成果  75-76

宽带微波锁相频率源设计

内容摘要

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