[发明专利]一种多次内插混频环的频率合成电路及其实现方法

说明书

本发明公开了一种多次内插混频环的频率合成电路及其实现方法，包括主环路单元、第一级混频电路单元、时钟参考单元、第二级混频电路单元，所述主环路单元、第一级混频电路单元、第二级混频电路单元分别与时钟参考单元的输出端连接，所述第一级混频电路单元、第二级混频电路单元分别与主环路单元的输入端连接。本发明采用多次内插混频环技术，包括谐波混频、IQ混频、双平衡混频技术，实现了频率合成技术上的超宽带、超低相位噪声、细步进，同时在高低温环境条件下，工作可靠且稳定。

技术领域

本发明涉及超低相位噪声频率合成电路，属于微波电路技术领域技术领域，具体的说，是一种多次内插混频环的频率合成电路及其实现方法。

背景技术

频率合成技术在现代无线通信、雷达系统、电子对抗、航空航天等领域有着广泛而重要的应用。随着这些领域的不断发展与进步，频率合成技术也面临着技术革新与提升，以适应其应用领域的迅速发展。

超宽带、超低相位噪声的频率合成技术希望可以在实现细步进的同时可以在高低温环境条件下，工作可靠且稳定。其相位噪声是一项非常关键的技术指标，直接影响通信系统的性能。采用的一次内插混频，可以降低相位噪声，但却无法兼顾实现宽带细步进，而且容易出现错锁的情况，虽然可以采用预置电压的方法来实现细步进和防错锁，即利用DAC输出相应的预置电压来控制VCO的压控端，将VCO的自由振荡频率约束在所需要的频点附近，达到防止锁相环错锁的目的。但是这种方法在高低温环境下，仍然会出现错锁的情况、甚至失锁。因为宽带VCO的压控灵敏度很高，而且高低温变化也很大。因此，高可靠性的超宽带、超低相位噪声和细步进的频率合成技术意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多次内插混频环的频率合成电路及其实现方法，采用多次混频技术，包括谐波混频、IQ混频、双平衡混频技术，主要构成部分包括主环路单元、参考时钟单元、第一级混频电路单元、第二级混频电路单元，实现了超低相位噪声，频带宽，高频率分辨率，低杂散，高可靠性的频率合成电路。

本发明通过下述技术方案实现：一种多次内插混频环的频率合成电路，包括主环路单元、第一级混频电路单元、时钟参考单元、第二级混频电路单元，所述主环路单元、第一级混频电路单元、第二级混频电路单元分别与时钟参考单元的输出端连接，所述第一级混频电路单元、第二级混频电路单元分别与主环路单元的输入端连接；所述主环路单元包括依次连接的鉴相器、环路滤波器、VCO、耦合器、开关滤波器组A、放大器A、混频器A、低通滤波器A、放大器B、混频器B、低通滤波器B、放大器C，所述放大器C的输出端与鉴相器的输入端相连；所述时钟参考单元包括依次连接的晶振、功分器A、谐波发生器、功分器B；所述第一级混频电路单元包括集成PLL1、带通滤波器A、混频器C、开关滤波器组B，所述带通滤波器A、混频器C、开关滤波器组B以及混频器A依次连接，所述集成PLL1的输出端与混频器C的输入端连接；所述第二级混频电路单元包括依次连接的带通滤波器B、DDS、集成PLL2，所述集成PLL2的输出端与混频器B的输入端连接；所述功分器A的输出端分别与鉴相器的输入端和集成PLL1的输入端连接；所述功分器B的输出端分别与带通滤波器B的输入端和带通滤波器A的输入端连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述功分器A为集成参数一分三功分器，功分器A输出两路低时钟参考信号，分别连接到主环路单元的鉴相器和第一级混频电路单元的集成PLL1；所述功分器B为宽带微带一分二功分器，功分器B输出两路高时钟参考信号，分别连接到第二级混频电路单元的带通滤波器A和第一级混频电路单元的带通滤波器B。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述混频器A为IQ混频器，具有优秀的镜像抑制能力，对有可能出现错所的频率有抑制作用，具有防错所功能；低通滤波器A为微带低通滤波器，主要滤除混频器A带来的本振、射频信号；混频器B为双平衡混频器；低通滤波器B为LC低通滤波器，主要滤除混频器B带来的本振、射频信号；混频器C为谐波混频器。