[发明专利]基于多路采样的频率综合器及频率综合方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及基于多路采样的频率综合器及频率综合方法。

背景技术

频率综合技术是现代通讯、雷达等系统中的重要组成部分。目前实现频率综合的技术主要包括直接频率合成技术和间接频率合成技术。

采用间接式即锁相环方法的长处是较低的杂散电平，且其结构简单、体积小。但间接式频率综合器的频率切换时间相对较长，并且与环路带宽几乎成反比关系，与直接式频率综合器方式相比，环路带宽处相位噪声较大，处理不好会出现“鼓峰”现象。

直接频率合成技术包括用多个信号源通过混频的方式进行的频率综合技术和直接数字频率综合技术(DDS)。在目前常用的通讯、雷达、电子设备等系统中，基于多信号源混频的频率综合方式采用的越来越少。而随着微电子技术的迅速进步和发展，直接数字频率综合技术的应用越来越明显。DDS的基本原理是利用采样定量，通过查表法将存储器内的数值按照需要输出到模拟数字变换器，形成需要的波形。DDS在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供了优于模拟信号源的性能。但DDS也有局限性，包括其输出频带范围有限，输出杂散大。而且由于DDS结构中包含了存储器、地址控制器、ADC(模数转换器)等复杂的电路结构，系统复杂，同时也限制了DDS的高频应用，目前在高频DDS的应用领域，国际上通用的方法是用价格昂贵的高速器件工艺如SiGe和InP HBT。

发明内容

为了解决上述的技术问题，提供了基于多路采样的频率综合器及频率综合方法，其目的在于，提供一种基于新原理的频率综合技术，该技术方案形成的系统结构简单，输出频率范围宽，可以为参考信号的几个倍频程，同时随着微电子技术的发展，该方案比DDS具有向高频方向更大的潜力。

本发明提供了基于多路采样的频率综合器，包括：多路信号生成模块，采样保持阵列，控制模块，合成模块，以及滤波器；

多路信号生成模块，用于生成具有相同频率、相同幅度和不同相位的多路信号；

采样保持阵列，用于在控制模块输出的第一控制信号的控制下对各路信号进行采样保持；

合成模块，用于在控制模块输出的第二控制信号的控制下按照相位的顺序依次选通采样保持阵列输出的多路采样保持信号；

滤波器，用于对合成模块输出的采样保持信号进行滤波。

多路信号生成模块包括参考信号生成模块以及移相阵列；

参考信号生成模块，用于生成参考信号；

移相阵列，用于对该参考信号进行移相以输出具有相同频率、相同幅度和不同相位的多路信号。

移相阵列由多个移相器组成，或者移相阵列由微带线组成。

参考信号生成模块为固定的晶振、时钟电路、天线或者可控频率源。

可控频率源为锁相环。

多路信号中，具有最大相位的信号的相位与具有最小相位的信号的相位之差为2π的整数倍。

合成模块，用于在控制模块输出的第二控制信号的控制下依次循环选通采样保持阵列输出的多路采样保持信号。

本发明提供了基于多路采样的频率综合方法，包括：

步骤1，生成具有相同频率、相同幅度和不同相位的多路信号；

步骤2，在第一控制信号的控制下对各路信号进行采样保持；

步骤3，在第二控制信号的控制下按照相位的顺序对采样保持信号依次选通并输出；

步骤4，对选通的采样保持信号进行滤波。

多路信号中，具有最大相位的信号的相位与具有最小相位的信号的相位之差为2π的整数倍。

步骤1包括：

步骤11，生成参考信号；

步骤12，对该参考信号进行移相以输出具有相同频率、相同幅度和不同相位的多路信号。

参考信号为固定的晶振输出的信号、时钟电路输出的信号、天线接收的信号或者可控频率源输出的信号。

可控频率源为锁相环。

步骤2中，在第二控制信号的控制下依次循环选通采样保持阵列输出的多路采样保持信号。

本发明可以实现高速的频率变换，转换速度与控制时钟相同。本发明实现的频率变换可以在很宽的频带内实现频率变换，其频带宽度可以为参考信号的几个倍频程。本发明输出信号的相位是连续的，在频率改变时不会引起相位突变。本发明实现频率综合不需要复杂的存储器和其他数字结构，系统结构相对简单，因此更容易实现高频的频率综合。

附图说明

图1是本发明提供的基于多路采样的频率综合器原理结构图；