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2～7GHz宽带YTO扫频源的设计

作　者: 刘文锋
导　师: 王志刚
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 扫频源锁相环频率合成 YTO 小数分频
分类号: TN74
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

扫频源是无线通信系统、雷达以及电子测量仪器等现代电子设备的核心,其指标直接决定了电子设备的性能。随着电子设备的工作频率不断提高,对2～7GHz波段扫频源的需求不断增大,对其相位噪声、杂散等指标的要求日益提高。本文提出了一种2～7GHz宽带YTO扫频源的设计方案,其相位噪声优于-95dBc/Hz@10kHz、杂散低于-60dBc、频率步进可达3Hz,以满足电子设备的上述要求。文中介绍了振荡器及频率合成技术,详述了扫频源的指标实现、方案选择以及方案的实现。各种振荡器中,YTO具有频带宽、输出频率稳、相位噪声低、线性度高等特点,为本设计首选;∑-△调制小数分频PLL单环频率合成器具有相位噪声低、杂散性能好、频率步进小、集成度高等优点,为本设计首选方案;相位噪声、杂散及频率步进是扫频源最重要的几个指标。在PLL频率合成器中,相位噪声主要来源于参考源、振荡器以及环路其它部分,为使合成器相位噪声优于-95dBc/Hz@10kHz,本文选择高性能OCXO的作为参考源,低相位噪声的YTO作为振荡器,低噪声PLL集成芯片,合理设计环路;杂散水平取决于∑-△调制器的算法,频率步进取决于∑-△调制器的小数位数,为满足设计要求,本文选用Hittite的HMC701LP6CE实现PLL的主要功能。本文最后给出实物及测试结果,验证了本设计方案的可行性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 课题研究背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究现状和发展趋势  10-12
  1.3 本文内容  12-13
第二章频率合成源的指标及方案分析  13-27
  2.1 频率合成源的指标  13-14
  2.2 频率合成技术  14-22
    2.2.1 直接模拟合成  14-15
    2.2.2 DDS 合成技术  15-16
    2.2.3 间接PLL 合成技术  16-19
    2.2.4 混合式频率合成技术  19-22
  2.3 频率合成源的方案比较  22-26
    2.3.1 ∑-△调制小数分频锁相频率合成方案  22-24
    2.3.2 单环与多环的方案比较  24-25
    2.3.3 方案比较和结论  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 2～7GHz 宽带YTO 扫频源的指标及整体方案  27-36
  3.1 宽带YTO 扫频源的指标要求及分析  27-29
  3.2 关键器件的选型  29-35
    3.2.1 PLL 芯片的选择  29-31
    3.2.2 YTO 的选择  31-32
    3.2.3 YTO 驱动电路的选择  32-33
    3.2.4 参考频率源的选择  33-35
  3 .3 宽带 YTO 扫频源的整体方案  35
  3.4 本章小结  35-36
第四章 2～7GHz 宽带YTO 扫频源的电路实现  36-57
  4.1 PLL 模块电路设计  36-40
    4.1.1 PLL 芯片模块的接口设计  36-37
    4.1.2 PLL 芯片外围电路的设计  37-39
    4.1.3 快速锁定的电路设计  39-40
    4.1.4 失锁检测电路的设计  40
  4.2 环路滤波器的设计  40-49
    4.2.1 环路特性的两个重要参数  40-41
    4.2.2 常用环路滤波器的结构  41-45
    4.2.3 电荷泵型锁相环环路分析  45-49
    4.2.4 宽带YTO 扫频源的环路参数计算  49
  4.3 电源设计  49-50
  4.4 控制模块的电路及软件设计  50-53
    4.4.1 控制模块的电路设计  50-51
    4.4.2 控制模块的软件设计  51-52
    4.4.3 频率控制功能的实现  52-53
  4.5 YTO 组件接口设计  53-54
  4.6 印制电路的设计  54
  4.7 微带线功分器的设计  54-56
  4.8 本章小结  56-57
第五章调试及测试结果分析  57-65
  5.1 电路调试  57-59
  5.2 系统仿真结果  59-61
  5.3 系统测试结果分析  61-65
第六章结束语  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
附录  69-70
攻读硕士学位期间取得的研究成果  70-71

2～7GHz宽带YTO扫频源的设计

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