[实用新型]一种数字直接频率合成加锁相环式的宽带频率综合器

说明书

本实用新型涉及一种无线电通信领域中的频率源，特别适用于要求提供低相位噪声、低杂散的宽带小步进频率综合器。

目前无线电工程中用来实现宽带小步进频率综合器的方法很多，主要有以下几种方法：一种是采用锁相环路实现，但是它的体积、功耗、可靠性、最小步进、相位噪声、杂散等很难兼顾；第二种是采用模拟直接频率合成技术，这种方案也有同样的问题；第三种是采用数字直接频率合成技术，以下简称DDS，我们知道DDS具有极低的相位噪声、极小的频率步进、极快的频率转换时间，但也存在某些点上的杂散比较大，在晶振频率提高时杂散会更加严重，这种方案用在几十MHz以下时比较合适，当用于上百MHz时它的杂散就难以满足高性能指标。

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种既保留了DDS的极低的相位噪声、极小的频率步进的优点，又能使DDS的杂散功率在锁相环环路带宽以内不增加、在锁相环环路带宽以外得到抑制的数字直接频率合成加锁相环式的宽带频率综合器；并且本实用新型还具有电路及结构简单，易调试生产，体积小，成本低等特点，特别适合用作通信设备中的频率源。

本实用新型的设计理论如下：

我们知道受DDS本身原理的限制，DDS的输出必然存在杂散。在采用DDS加锁相环的方案中，以DDS的输出加到锁相倍频器的方案最为流行，在对杂散要求不高时，这种方案还可以应用，但是在对杂散要求比较严时，根据锁相原理在环路带宽以内的杂散与相位噪声的功率就要增加P，

式(1)中：P为杂散与相位噪声功率的相对增加量              N为DDS输出频率的最终倍频比由式(1)可知，当最终倍频比比较大时，受锁相环本身特性的限制，以DDS的输出加到锁相倍频器的方案的杂散不可能做的很好；而且DDS优良的相位噪声性能也不会存在。本实用新型采用的方案DDS的输出频率不会倍增，而且条件允许时还可以通过分频后再加到相加锁相环上，这样环路带宽以内的杂散与相位噪声的功率还要衰减

式(2)中：P为杂散与相位噪声功率的相对衰减量N为DDS输出频率的最终分频比由此可知采用本实用新型避免直接锁倍DDS而造成在PLL环路带宽以内的杂散与相位噪声的恶化，从而提供一种宽带微步进具有优秀的杂散与相位噪声的频率源。

本实用新型的目的是这样实现的：它由前置分频器1、鉴相器2、环路滤波器3、压控振荡器4、频率设置器5、程序分频器6、直接数字频率合成器7、低通滤波器8、放大整形器9、混频器10、隔离放大器11、压控振荡器12、低通滤波器13、放大整形器14、鉴频鉴相器15、环路滤波器16、相加器17、电子开关18、锁定检测器19、电子开关20、采样保持器21、多谐振荡器22、与门23、电源24、晶体振荡器25、可调电压产生器26组成。其中晶体振荡器25的输出端1脚与前置分频器1的输入端1脚相连，晶体振荡器25的输出端2脚与直接数字频率合成器7的输入端2脚相连，频率设置器5的输出端1脚与程序分频器6的输入端2脚相连，频率设置器5的输出端2脚与直接数字频率合成器7的输入端1脚相连，前置分频器1的输出端2脚与鉴相器2的输入端1脚相连，鉴相器2的输出端3脚与环路滤波器3的输入端1脚相连，环路滤波器3的输出端2脚与压控振荡器4的输入端1脚相连，压控振荡器4的输出端2脚与程序分频器6的输入端1脚相连，程序分频器6的输出端3脚与鉴相器2的输入端2脚相连，直接数字频率合成器7的输出端3脚与低通滤波器8的输入端1脚相连，低通滤波器8的输出端2脚与放大整形器9的输入端1脚相连，放大整形器9的输出端2脚与鉴频鉴相器15的输入端1脚相连，鉴频鉴相器15的输出端4脚与环路滤波器器16的输入端1脚相连，环路滤波器器16的输出端2脚与相加器17的输入端1脚相连，相加器17的输出端3脚与压控振荡器12的输入端1脚相连，压控振荡器12的输出端2脚与隔离放大器11的输入端1脚相连，压控振荡器12的输出端3脚与输出端口A连接，隔离放大器11的输出端2脚与混频器10的输入端1脚相连，混频器10的输出端3脚与低通滤波器13的输入端1脚相连，低通滤波器13的输出端2脚与放大整形器14的输入端1脚相连，放大整形器14的输出端2脚与鉴频鉴相器15的输入端2脚相连，鉴频鉴相器15的输出端3脚与锁定检测器19的输入端1脚相连，锁定检测器19的输出端2脚与与门23的输入端1脚相连，锁定检测器19的输出端3脚与电子开关18的输入端1脚相连，电子开关18的输出端2脚与多谐振荡器22的输入端1脚相连，多谐振荡器22的输出端2脚与与门23的输入端2脚相连，与门23的输出端4脚与电子开关20的输入端1脚相连，电子开关20的输出端2脚与环路滤波器16输入端3脚相连，与门23的输出端3脚与采样保持器21的输入端1脚相连，采样保持器21的输出端2脚与相加器17的输入端2脚相连，环路滤波器3的输出端3脚与采样保持器21的输入端3脚相连，可调电压产生器26的输出端1脚电压VC3端与电子开关20的输入端3脚电压VC3端相连，电源24的输出端VC1、VC2与各级相应电源的输入端相连。