鎖相倍頻晶體振蕩器的設計及國產化鎖相晶振推薦-射頻易商城
鎖相倍頻晶體振蕩器的設計
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晶體振蕩器由于其良好的頻率穩定度和相位噪聲， 在系統中得至ＩＪ廣泛的應用； 壓控晶體振蕩器雖然調頻范圍比較窄， 但是本文設計的鎖相晶振對頻率的準確度和穩定度要求比較高， 且為一個點頻源， 壓控晶體振蕩器的良好的遠端相位噪聲正是鎖相晶振所需要的， 因此本文選擇自行設計壓控晶體振蕩器來滿足設計要求。 本文設計的鎖相晶振結合了這兩方面的優點， 既能擁有良好的遠端相位噪聲， 又能具有鎖相頻率合成對雜諧波高抑制度的優點， 并且可以避過高頻晶體振蕩器老化性能不如低頻晶體的缺點。 本文的目的是使輸出信號具有良好的相位噪聲性能， 可
以為系統中其他的頻綜源提供性能優良的參考信號。
倍頻器是利用器件的非線性完成倍頻的功能， 因此輸出信號是輸入信號的非線性函數， 可以進行泰勒展開， 展開項中不僅包含有直流與基波分量， 同時包含有高次諧波分量， 這里面除了需要的Ｎ次諧波之外， 其他的統統被稱為雜散信號。 可以通過設計的方法減少諧波成分， 如直流分量， 偶次或者奇次諧波分量都可以通過設計的方法加以抑制，但是不得不說的是， 不可能將所有的雜散都通過設計抑制掉， 這就對后續的雜波抑制提出了很大的挑戰： 而且由于這些雜散分量的存在， 使能量不能集中在需要的頻率信息上，增大了不必要的功耗； 倍頻器雖然有這些缺點， 但是相應的也有它的閃光點， 那就是輸出信號近端的相位噪聲特性要優于鎖相倍頻方法產生的信號。 影響到倍頻器輸出信號相位噪聲惡化的因素主要由兩條： 一是頻率倍增帶來的相噪惡化２０１９Ｎ， 這一點不可避免；二是閃爍噪聲引起的相噪惡化。倍頻器直接倍頻方案雖然輸出信號近端的相位噪聲要優于鎖相倍頻方案， 但是鎖相倍頻方案仍然具有直接倍頻方案所無法具備的優點
相倍頻器輸出信號遠端的相位噪聲鎖相倍頻方案的相位噪聲基本上是由壓控振蕩器決定的， 而直接倍頻方案中濾波器帶寬要比鎖相倍頻方案中的環路帶寬大得多，相應的遠端相位噪聲自然就沒有鎖相倍頻方案好；
倍頻器直接倍頻方案中含有豐富的諧波分量， 不僅會增加不必要的功耗， 而且對后級濾波器的設計帶來很大的麻煩， 會使濾波器大型化； 鎖相倍頻方案中環路帶寬要較倍頻器中濾波器窄的多， 而且可以通過增加環路濾波器階數來提高對雜波的抑制度， 這一點也是直接倍頻方案所不能擁有的特性綜合考慮相位噪聲特性與雜諧波抑制， 以及后續調試難度及指標要求， 本文選擇鎖相倍頻方案設計鎖相倍頻晶體振蕩器來解決系統參考與模塊所需參考不統一的問題。
而環路遠端的相位噪聲基本上是由ＶＣＯ來決定的， 因此這就要求壓控振蕩器具有良好的遠端相位噪聲性能， 壓控晶體振蕩器由于良好的遠端相位噪聲， 成為我們此次設計鎖相晶振的選擇。 鎖相晶振的負載效應也是我們在設計中應該考慮到的一個問題， 當所加負載不同時， 輸出信號的頻率會發生一定的變化， 這就是常說的負載效應， 它被定義為空載輸出頻率與加指定負載輸出頻率之差， 嚴重時甚至會導致鎖相環失鎖。 可以在壓控振蕩器的輸出端加一級緩沖放大， 既能改善它的帶載能力， 也方便進行輸出功率的調整。
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