[发明专利]一种宽带快速频率综合装置

说明书

本发明公开了一种宽带快速频率综合装置，包括依次连接的参考电路、鉴相器、预置补偿网络、环路滤波器和压控振荡器以及连接压控振荡器和鉴相器的分频器，鉴相器、预置补偿网络和分频器由控制器控制，参考电路向鉴相器输入参考频率，控制器用于根据目标频率计算分频器的分频比；根据分频比控制分频器进行分频以使得压控振荡器的输出频率从当前频率切换至目标频率；根据分频比和输出频率的变化幅度对预置补偿网络和鉴相器进行控制，以使得输出频率从当前频率切换至目标频率时环路带宽保持在预设范围内。通过上述方式，本发明能够在任意频率间切换时保证系统稳定性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种宽带快速频率综合装置。

背景技术

频率综合器是通信系统、雷达系统和电子站系统中的核心部件，随着技术的发展，对频率综合器的各项指标都提出更高的要求，输出频率范围、频率切换时间和相位噪声一致性是其中的重要指标。常规的频率综合器一般采用直接频率合成的方式来实现，其具有体积大，价格贵且很难实现宽带输出等问题，可以在一定程度上实现切换时间的缩短，如增大环路带宽、提高鉴相电荷泵电流等，但是当输出频率超过一个倍频程时，常规的频率综合器存在局限性，而且容易造成在超宽带内任意频点之间切换时引起环路带宽变换过大导致系统失锁的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种宽带快速频率综合装置，能够在任意频率间切换时保证系统稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种宽带快速频率综合装置，包括参考电路、鉴相器、预置补偿网络、环路滤波器、压控振荡器、分频器和控制器，所述参考电路、鉴相器、预置补偿网络、环路滤波器和压控振荡器依次连接，所述压控振荡器、分频器和鉴相器依次连接构成反馈环路，所述控制器与鉴相器、预置补偿网络和分频器相连，所述参考电路向鉴相器输入参考频率，所述控制器用于根据目标频率计算所述分频器的分频比；根据所述分频比控制所述分频器进行分频以使得所述压控振荡器的输出频率从当前频率切换至目标频率；根据所述分频比和所述输出频率的变化幅度对所述预置补偿网络和鉴相器进行控制，以使得所述输出频率从当前频率切换至目标频率时环路带宽保持在预设范围内；其中，所述压控振荡器的输出频率满足如下公式：

F_vco＝F_ref×N

其中，F_vco为输出频率，F_ref为参考频率，N为分频器的分频比；

所述环路带宽满足如下公式：

其中，F_x为环路带宽，Kφ为鉴相器的频率变化斜率或者增益常数，Z_cp(S)为预置补偿网络在拉普拉斯变化下的传递函数，Z_lf(S)为环路滤波器在拉普拉斯变化下的传递函数，K_vco为压控振荡器的压控灵敏度。

优选的，还包括电阻分压预置网络，所述电阻分压预置网络连接在环路滤波器和压控振荡器之间，所述控制器还与电阻分压预置网络相连，所述控制器还用于在控制所述分频器进行分频的同时根据所述分频比控制所述电阻分压预置网络改变加置于所述压控振荡器的调谐电压以减少频率锁定时间；其中，所述环路带宽满足如下公式：

其中，Z_re(S)为电阻分压预置网络在拉普拉斯变化下的传递函数。

优选的，如果所述鉴相器为电荷泵式鉴相器，则K_φ∝I_cp，其中，I_cp为鉴相器的输出电流。

优选的，还包括混频器，所述混频器连接在分频器和压控振荡器之间，所述混频器用于对所述输出频率和混频频率进行混频后输入到分频器。