微波信號源是低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)的源頭,其性能參數(shù)對低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)非常關(guān)鍵。本文采用基于鎖相環(huán)的頻率合成技術(shù)研制了 2.45GHz微波信號源,根據(jù)低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)對微波源的要求,重點關(guān)注頻率穩(wěn)定度、輸出功率、相位噪聲和雜散抑制等技術(shù)指標(biāo)。論文介紹了我國研究核聚變反應(yīng)的EAST裝置,針對EAST低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)存在著的問題,迫切需要對老式微波信號源進行升級換代。本文在鎖相式頻率合成器中使用高穩(wěn)定度的溫補晶振作為參考源,頻率穩(wěn)定度達(dá)到±1 ppm max./year。為了方便測試微波源的后級功率放大器性能,使用單片機控制輸出頻率。由于相位噪聲和雜散等指標(biāo)對微波源來說非常重要,本文著重探討了其來源、影響以及抑制措施,主要采取了以下幾項優(yōu)化措施:1,使用ADS和ADIsimPLL仿真了相位噪聲和雜散的指標(biāo),驗證了實驗方案的可行性,并改良了環(huán)路濾波器設(shè)計;2,通過二次穩(wěn)壓、串聯(lián)小電阻、并聯(lián)濾波電容以及隔離電源電路減小電源帶來的雜散干擾和相位噪聲;3,使用四層電路板和合理的布線打孔,可以減小耦合干擾,改善電磁屏蔽;4,通過增大電荷泵電流、設(shè)置電荷泵補償電流、增大鑒相頻率、選用單端參考信號源,... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 頻率合成器的國內(nèi)外的發(fā)展及趨勢
        1.2.1 直接模擬頻率合成技術(shù)
        1.2.2 鎖相式頻率合成技術(shù)
        1.2.3 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)
    1.3 研究內(nèi)容及論文內(nèi)容安排
第2章 鎖相式頻率合成器的工作原理
    2.1 鎖相環(huán)的主要組成部分
        2.1.1 鑒相器
        2.1.2 環(huán)路濾波器
            1. 無源環(huán)路濾波器
            2. 有源環(huán)路濾波器
        2.1.3 壓控振蕩器
        2.1.4 可編程分頻器
    2.2 鎖相環(huán)路的工作原理
        2.2.1 鎖相環(huán)的相位模型
        2.2.2 環(huán)路鎖定
        2.2.3 環(huán)路的傳遞函數(shù)
    2.3 相位噪聲和雜散分析
        2.3.1 相位噪聲的相位模型
        2.3.2 環(huán)路對輸入噪聲的低通特性
        2.3.3 環(huán)路對壓控振蕩器的高通特性
    2.4 環(huán)路雜散分析
    2.5 鎖相環(huán)的環(huán)路帶寬的選擇
    2.6 本章小結(jié)
第3章 頻率合成器的設(shè)計方案
    3.1 頻率合成器的技術(shù)指標(biāo)
    3.2 內(nèi)置VCO的設(shè)計方案
        3.2.1 內(nèi)置VCO設(shè)計方案的總體框圖
        3.2.2 器件選型和芯片介紹
            1. 參考晶振
            2. 鎖相芯片
            3. 單片機微控制器
            4. 其他器件
        3.2.3 設(shè)計方案的可行性驗證
        3.2.4 鎖相環(huán)的頻域仿真
            1. 建立仿真原理圖和設(shè)置參數(shù)
            2. 仿真結(jié)果及分析
        3.2.5 仿真鎖定時間
            1. 鎖定時間仿真原理圖及參數(shù)設(shè)置
            2. 仿真結(jié)果及分析
        3.2.6 鎖相環(huán)的相位噪聲仿真
            1. 相位噪聲的仿真原理圖和參數(shù)設(shè)置
            2. 仿真結(jié)果和數(shù)據(jù)分析
        3.2.7 ADF4355的電路設(shè)計和仿真
            1. ADF4355各個引腳的連接
            2. ADF4355的原理仿真
        3.2.8 控制電路的設(shè)計
        3.2.9 電源電路的設(shè)計
        3.2.10 PCB版圖及實物圖
    3.3 外置VCO的鎖相環(huán)設(shè)計
        3.3.1 外置VCO設(shè)計方案的總體框圖
        3.3.2 器件選型和芯片介紹
            1. 參考晶振
            2. 鎖相芯片
            3. 單片機微控制器
            4. 壓控振蕩器
            5. 其他器件
        3.3.3 設(shè)計方案的可行性驗證
        3.3.4 鎖相環(huán)的頻域仿真
            1. 建立仿真原理圖和設(shè)置參數(shù)
            2. 仿真結(jié)果及分析
        3.3.5 仿真鎖定時間
            1. 鎖定時間的仿真原理圖及參數(shù)設(shè)置
            2. 仿真結(jié)果及分析
        3.3.6 鎖相環(huán)相位噪聲的仿真
            1. 相位噪聲的仿真原理圖和參數(shù)設(shè)置
            2. 仿真結(jié)果和數(shù)據(jù)分析
        3.3.7 ADF4108的電路設(shè)計和仿真
            1. ADF4108的電路設(shè)計
            2. ADF4108的設(shè)計和仿真
        3.3.8 控制電路的設(shè)計
        3.3.9 電源電路的設(shè)計
        3.3.10 PCB版圖和實物圖
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電路調(diào)試和結(jié)果分析
    4.1 內(nèi)置VCO設(shè)計方案的測試及結(jié)果分析
        4.1.1 測試儀器簡介
        4.1.2 硬件電路的測試
            1. 引腳焊接的測試
            2. 晶振頻率的測試
            3. 電源電壓的測試
        4.1.3 程序測試
        4.1.4 輸出信號測試
            1. 輸出頻范圍和輸出功率
            2. 相位噪聲和雜散的測試
        4.1.5 相位噪聲和雜散的優(yōu)化措施
    4.2 外置VCO設(shè)計方案的測試及結(jié)果分析
        4.2.1 硬件電路的測試
        4.2.2 程序測試
        4.2.3 輸出結(jié)果測試
            1. 輸出頻率范圍和輸出功率
            2. 相位噪聲和雜散的測試
        4.2.4 相位噪聲和雜散的優(yōu)化
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)束語
    5.1 本文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]微波高性能頻率源技術(shù)研究[D]. 趙啟翔.電子科技大學(xué) 2012
[6]8～20GHz微波寬帶低雜散低相噪頻率源研究[D]. 郭志勛.電子科技大學(xué) 2011
[7]基于DDS和PLL技術(shù)的高分辨率可變頻綜器設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王亮亮.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[8]基于DDS和PLL相結(jié)合的頻率合成器設(shè)計[D]. 鄒勝福.蘭州大學(xué) 2010
[9]基于DDS+PLL的S波段小步進頻率合成器的研究與設(shè)計[D]. 侯衛(wèi)國.電子科技大學(xué) 2010
[10]S波段頻率合成器的研制[D]. 劉止愚.電子科技大學(xué) 2010



本文編號：3255221