針對(duì)小數(shù)分頻鎖相的整數(shù)邊帶雜散問題提出了一種基于雙環(huán)系統(tǒng)的細(xì)步進(jìn)頻率合成方法。根據(jù)變參考抑制小數(shù)分頻整數(shù)邊帶雜散的工作原理,采用一級(jí)整數(shù)分頻鎖相環(huán)與一級(jí)小數(shù)分頻鎖相環(huán)級(jí)聯(lián)的方法共同構(gòu)成細(xì)步進(jìn)頻率合成系統(tǒng),通過(guò)軟件算法調(diào)整第一級(jí)鎖相環(huán)的N分頻值和M參數(shù),最終實(shí)現(xiàn)全頻段雜散指標(biāo)最優(yōu)。結(jié)果表明,根據(jù)該方法設(shè)計(jì)的寬帶（帶寬為4～8 GHz）、細(xì)步進(jìn)（1 kHz）的頻率合成器,其實(shí)測(cè)雜散優(yōu)于75 dBc,相位噪聲在1 kHz處優(yōu)于-96 dBc/Hz,跳頻時(shí)間小于47μs。 

【文章來(lái)源】：壓電與聲光. 2020,42(02)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)原理圖

式中A=Tk/fref。圖2為脈沖移除原理。通過(guò)小數(shù)分頻的原理可發(fā)現(xiàn),小數(shù)分頻鎖相可解決整數(shù)分頻方式由于fref不能無(wú)限制減小而造成頻率步進(jìn)較大的問題,即解決了高頻分辨率和fref間的矛盾。

對(duì)于小數(shù)雜散問題可通過(guò)∑-Δ調(diào)制技術(shù)來(lái)解決[7-9],該技術(shù)通過(guò)對(duì)雜散進(jìn)行整形,將雜散從低頻段推到高頻段,進(jìn)而通過(guò)環(huán)路濾波器進(jìn)行濾出。目前主流的小數(shù)分頻鑒相器均集成了∑-Δ調(diào)制技術(shù)。因此,可較好地解決小數(shù)分頻帶來(lái)的小數(shù)雜散問題,但對(duì)于整數(shù)邊界雜散∑-Δ調(diào)制技術(shù)無(wú)法有效解決。目前解決方法大多采用數(shù)字頻率合成器(DDS)作為參考源,用作小數(shù)分頻鎖相環(huán)fref的參考輸入[10],通過(guò)DDS改變小數(shù)分頻鎖相環(huán)輸入fref,從而避開較近的整數(shù)邊界雜散點(diǎn),由于較遠(yuǎn)處雜散可通過(guò)環(huán)路濾波器濾除,因此,最終達(dá)到消除整數(shù)邊界雜散的目的。一種典型的DDS參考鎖相原理框圖如圖3所示。圖3方案可解決小數(shù)分頻鎖相的雜散問題,但由于DDS也需參考頻率fDDS輸入,因此,還需增加額外的DDS參考產(chǎn)生電路,通常采用梳譜倍頻濾波或單環(huán)鎖相實(shí)現(xiàn),該方式在成本、體積和功耗方面均需增加較大的額外開銷。由于寬帶細(xì)步進(jìn)的小數(shù)分頻頻點(diǎn)數(shù)量大, DDS控制程序較復(fù)雜,也增加了較大的軟件開銷。因此,本文設(shè)計(jì)了一種低成本、低功耗的雙環(huán)鎖相系統(tǒng),該系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路是采用一級(jí)鎖相環(huán)來(lái)代替DDS實(shí)現(xiàn)變參考的目的。該方案實(shí)現(xiàn)框圖如圖4所示。第一級(jí)PLL(PLL1)采用整數(shù)分頻方式實(shí)現(xiàn)變參考,第二級(jí)PLL(PLL2)采用小數(shù)分頻實(shí)現(xiàn)細(xì)步進(jìn)。通過(guò)改變PLL1的輸出頻率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第二級(jí)小數(shù)分頻鎖相環(huán)的變參考目的,最終實(shí)現(xiàn)第二級(jí)小數(shù)分頻鎖相環(huán)的整數(shù)邊界雜散的優(yōu)化。與圖3相比,該方案可節(jié)省一半以上的空間體積和功耗,實(shí)現(xiàn)了小型化的寬帶細(xì)步進(jìn)頻率合成。

【參考文獻(xiàn)】：
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