C波段频率综合器的工程实现.pdfVIP

2013年第 5期 信 息通 信 20l3 (总第 127期) INFORMAT10N C0MMUNICATIONS (Sum．No l27) C波段频率综合器的工程实现 苑春雷 (河北远东通信系统工程有限公司，河北 石冢庄050081) 摘要：介绍了一种微波通信系统中频率范围6．6～7．4GHz，步进 10MHz的c波段频率综合器的3-程实现方法。选用混 频环的方案，低相躁的鉴相器、CRO等器件实现了系统的指标。详细叙述了方案的选择，主要电路的设计方法以及综合 器的相位噪声分析，并阐述了混频环设计中需要注意的一些问题。 关键词：频率综合器；混频环；相位噪声；CRO 中图分类号：N4T7 文献标识码：A 文章编号：1673—1131(2013)050066．03 频率综合器是通信系统中的核心部件，它的相位噪声和 锁相环对它们 的噪声呈现高通特性，在环路带宽内，对噪声进 杂散直接影响到系统接收机的动态范围、倒易混频、接收门限 行抑制；在环路带宽外，呈现VCO的噪声。 等指标。随着信息技术的不断发展，对综合器的指标要求也 上：面的结论是理想情况下得到的，在工程的实际中我们 越来越高。本文介绍微波通信系统中C波段频率综合器的工 会发现一些更有用的东西： 程实现，考虑到产品的可生产性并没有过分地追求指标，频率 (1)在实际应用中，VCO的噪声会影响到锁相环的带内噪 综合器在满足系统指标的情况下一定要稳定可靠，它的瘫痪 声，特别是VCO的噪声指标较差或在窄带环 (环路带宽小于 会使整个系统不能工作 理论环路带宽)的 用中影响会更大。 6．6～7．4GHz的综合器在微波通信系统中做收、发信机 (2)在实际应用中，带内噪声会影响到锁相环的带外噪声， 的高本振源。因为系统中的杂散、10MHz步进、跳频时间等指 特别是晶振噪声指标较差的应用中影响会更大。 标容易满足，本文主要针对相位噪声展开分析。 (3)在实际应用中，考虑到VCO、低遁滤波器、分频器、混 l方案选择 频器等器件引入的噪声，环路带宽即使选择得当带内、带外噪 锁相式频率综合器主要 由VCO、晶体振荡器、鉴相器、分 声的相互影响以及印制板布局的影响后，实际测试出来的相 频器、倍频器、混频器、放大器、低通滤波器以及其他辅助捕获 位噪声会比理论算出来的相位噪声恶化APHN，这个值根据不 电路组成。频率综合器是一个相位负反馈系统，根据 自动控 同环路带宽也有所不同。 制理论以及各部分的数学模型，就可以推出锁相环的线性相 根据上面的结论我们可以认为频率综合器的相位噪声可 位模型以及传递函数，进而推导得出锁相环总输出相位噪声 以分为 3段来考虑，并按下面的方法来估算相位噪声： 功率普密度公式。其公式以及推导过程在参考文献 【1】中都 (1)环路带宽内载波附近的噪声。这部分的噪声主要由品 可以查到，这里不再详细叙述。根据公式我们一般能够得到 振的噪声指标来估算。也要考虑到鉴相器的噪声指标，当它 下面的结论： 与晶振噪声指标接近时，会影响到这部分的相位噪声。 (1)锁相环的带内噪声取决于晶振、鉴相器、低通滤波器、 PHN =晶振噪声指标+201gN (1) 混频器等器件的噪声大小。锁相环对它们的噪声呈现低通特 其中：N为分频比 性，在环路带宽内，噪声恶化 201gN(N为分频比)；在环路带宽 (