介绍了一种用单片机控制的微波锁相频率源的设计思想、设计方法以及实验测试结果。在对锁相技术(PLL)研究的基础上,从理论上提出了锁相源对参考晶振的指标要求,分析了单片机对输出信号频谱纯度的影响,总结设计中需要注意的几个问题,并提出相应的解决方案,使锁相频率源的性能指标达到最佳状态。

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低相位噪声微波锁相频率源设计 De i n o o P a e— n ie Mir wa e P e u n y S n h sz r sg fL w h s— o s c o v LL Frq e c y t e ie 薛华 x a UE Hu

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介绍了一种用单片机控{的微波锁相频率源的设计思想、 l I 4设计方法以厦实验测试结采。在对锁相技术

( )究的基础上，尸研从理论上提出了锁相源对参考晶振的指标要求，分析了单片机对输出信号频谱纯度 的影响，总结设计中需要注意的几个问题，并提出相应的解决方案 .使锁相频率源的性能指标达到最佳状 态。

单片机锁相环

压控振荡器相位噪声

杂散

Ab ta t A src:A co v L rq e c y tei r cnrl d b ige c i T 9 2 5 i d— sr c b tat mirwae P L fe u n y s nhsz o t l y sn l hp A 8 C 0 1 s e e oe

s nd adi eut fets l i n ae nt td f L, h erta rq i m n reeec e i e, n srslo s i a og e .Bsdo es y L tet oec ur e to fr e . g t t s v h u oP h i e e l f r n f i q ec n e o l nt te a f ig h r peetd ee r l sne i en te n unyadam t d t e m a m o nl ci ae rsne .Svr p be edn t b o cdi h o i i eh j s e p l a o m go i d s n h s l i gme h d l u e i a d t er o vn t o s8' s mme p. d te p r r n e i d x s o co v U r q e c y t e n g e e d u a ef ma c n e e f n h o mir wa e P fe u n y s h— n sz rc me t ih—p i t ie o o a hg on,

K y od Snl ci P ael kd—l p P L V lg e w rs ig hp hs c e o ( L ) o ae—cnrl doclt ( C e o o t ot l sia r V O) P aeni oe lo hs os e S u iu p ro s

频率合成技术是雷达、通信等电子系统实现高性能指标 的关键技术之一，多现代电子设备和系统的功能实现都直很

接依赖于所使用的频率合成器的性能，因此频率合成器被人们喻为电子系统的“心脏” 。采用锁相技术( L )目…“ PL是 前应用最为广泛的一种频率合成方法，可用于微波、毫米波波段的频率合成。锁相频率合成器利用了相位反馈控制原理来

稳频，在对频率切换速度要求不高，对相位噪声、但杂散抑制度要求较高时，频率合成有其特殊的优势。锁相 相位噪声和杂散是频率源的重要技术指标，其影响因素 图 1锁相环路电路基本构成

很多， 如果设计合理，可使其达到最佳状态。本文结合 60 z波锁相频率源的实验研究， 6 MH微提出设计中需要注意的几个问题，给出相应的解决方案，使频率源的性能指标达到最佳状态。

2 6M z 60 H微波锁相频率源设计 2 1电路组成 .

60 z 6 MH微波锁相频率源主要包括 5 MH 0 z参考晶振、 O RS 一

l锁相环的基本工作原理 锁相环是相位负反馈系统，可以使系统的输出信号相位锁定在输入信号的相位上。它由鉴相器 ( D)环路滤波器 P、 ( F和压控振荡器 ( C三个基本部件组成。其基本电路 L) V O)

10 W型号的压控振荡器 ( C、L 20 V O) P L集成芯片 A F 13 D 4 1

以及环路滤波器。其工作原理是： C V O产生 60 z的振荡 6 MH

信号，作为输出信号；一路一路作为 P L L集成芯片 A F 1锁 D41 3 相的反馈输入信号，经鉴相器与 5 MH参考信号比较后产生 0 z误差电压，再经环路滤波器滤除纹波后控制 V O, C使其频率锁定在 60 z电路组成如图 2所示。 6 MH,

构成如图 1所示。 J 在锁相环中，鉴相器 ( D) P把输出信号 u ( )。 t和参考信号

i) (的相位进行比较， t产生对应于两信号相位差 u ()。 t的误 差电压 u () d t。环路滤波器 ( F滤除误差电压 d t中的高 L) ()

频成分和噪声。以保证环路所要求的性能，提高系统的稳定 性。电压 u (控制压控振荡器 ( C )使其频率向参考信号 t ) VO,的频率靠近，也就是使两者频率之差越来越小，直至消除频差 图2 6 M锁相源电路组成 6 0 Hz

滨州学院物理与电子科

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