CN201230306Y - 双锁相环频率合成器 - Google Patents

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关丽丽
田卫华
尚玉洪
李夜明
孟岩
丛金涛
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Abstract

本实用新型涉及一种双锁相环频率合成器，包括锁相环(PLL1)、锁相环(PLL2)，放大器(AMP)，参考源(Fr)及参考源选择开关(K1)，参考源(Fr)输出通过选择开关(K1)与锁相环(PLL1)和锁相环(PLL2)连接，锁相环(PLL1)输出连接放大器(AMP)。与单PLL频率合成器比较，在环路“阶数”相同的情况下，采用相同参考信号源、相同的PD及VCO，双锁相环频率合成器输出信号的相位噪声降低5～10dBc。

Description

双锁相环频率合成器
技术领域
本实用新型涉及无线通讯***结构中的一种频率合成器，特别是涉及一种双锁相环频率合成器。
背景技术
本地振荡器是广播电视发射设备中的关键部件之一，早期设备中本地振荡器多采用“晶体倍频”方式，随着半导体技术的发展，集成锁相环(PLL)技术在此领域得以广泛应用。目前，简单锁相环(PLL)频率合成器***中，VCO输出频率Fo＝N.Fr；其中N为***分频比。
相位噪声是频率合成器重要技术指标之一，一个理想正弦(或余弦)信号可以用下面数学公式来表示：
f(t)＝A cos(ωt+φ)
这个信号的频谱可以用一条直线来表示，但这种理想信号是不存在的，实际的正弦(或余弦)信号可以用下面公式来表示：
f(t)＝A[1+ε(t)]cos[ωt+φ(t)]，其中φ(t)包括直流分量φ。及噪声分量φn(t)，即：φ(t)＝φ0+φn(t)，这样一来，实际信号的频谱是由一条直线及上下噪声带组成，见图2
采用PLL技术的频率合成器，***相位噪声与下面因素有关：参考源相位噪声(Nr)、VCO相位噪声(Nv)，环路分频比N、***响应引起的噪声(Ns)；各部件噪声越大，***输出噪声越大，分频比N越大，***输出噪声越大。
根据上面分析，我们可以采取多种方法来减小***的相位噪声，例如：选择低相位噪声晶体做参考源、设计或选择低相位噪声VCO、合理设计***参数抑制***噪声、减小环路分频比N等方法。无论何种方法，都只能减少***噪声而不能彻底消除。
实际***中，不可能无限提高参考晶体和VCO的相位噪声，这将极大增加***成本；另外采用图1所示***，由于Fo已知，当选定Fr后，分频比N＝Fo/Fr确定，因此只能通过选择***参数、提高***“阶数”来抑制***噪声，我们知道，***“阶数”提高后，不但设计复杂，而且***稳定性较差，这正是单PLL的缺点所在。
发明内容
本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种双锁相环频率合成器，该合成器结构简单、稳定性强，通过合理选择参考分频器R1、R2值，有效减小环路分频比N，从而达到了降低输出信号相位噪声的目的。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
双锁相环频率合成器，包括锁相环PLL1、锁相环PLL2，放大器AMP，参考源Fr及参考源选择开关K1，参考源Fr输出通过选择开关K1与锁相环PLL1和锁相环PLL2连接，锁相环PLL1输出连接放大器AMP。
锁相环PLL1由鉴相器PD1、环路滤波器LPF1、压控振荡器VC01依次连接组成环路；锁相环PLL2由鉴相器PD2、环路滤波器LPF2、压控振荡器VC02依次连接组成环路；在两个环路之间设有混频器MX1，混频器MX1混频信号取自锁相环PLL1与锁相环PLL2的差值，送入鉴相器PD1中。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：***结构简单，通过合理调整参考分频器R1、R2，即可有效降低输出信号相位噪声，不必增加额外成本，从而提高了生产效益。
附图说明
图1为典型锁相环频率合成器方框原理图
图2为正弦信号频谱图
图3为双锁相环频率合成器方框原理图
具体实施方式
见图3，双锁相环频率合成器，包括锁相环PLL1、锁相环PLL2，放大器AMP，参考源Fr及参考源选择开关K1，参考源Fr包括内部参考源和外部参考源，通过选择开关K1切换选择，参考源Fr输出通过选择开关K1与锁相环PLL1和锁相环PLL2连接，锁相环PLL1输出连接放大器AMP。
锁相环PLL1由鉴相器PD1、环路滤波器LPF1、压控振荡器VC01依次连接组成环路；锁相环PLL2由鉴相器PD2、环路滤波器LPF2、压控振荡器VC02依次连接组成环路；在两个环路之间设有混频器MX1，混频器MX1混频信号取自锁相环PLL1与锁相环PLL2的差值，送入鉴相器PD1中。鉴相器PD1内部包含参考分频器R1和可编程环路分频器N1。鉴相器PD2内部包含参考分频器R2和可编程环路分频器N2。
该频率合成器的输出信号频率范围50MHz～1000MHz，频率步进可以选择，典型值250KHz、50KHz、5KHz、1KHz等，信号输出电平可以根据实际需要调整AMP增益。

Claims (2)

1、双锁相环频率合成器，其特征在于，包括锁相环(PLL1)、锁相环(PLL2)，放大器(AMP)，参考源(Fr)及参考源选择开关(K1)，参考源(Fr)输出通过选择开关(K1)与锁相环(PLL1)和锁相环(PLL2)连接，锁相环(PLL1)输出连接放大器(AMP)。
2、根据权利要求1所述的双锁相环频率合成器，其特征在于，锁相环(PLL1)由鉴相器(PD1)、环路滤波器(LPF1)、压控振荡器(VCO1)依次连接组成环路；锁相环(PLL2)由鉴相器(PD2)、环路滤波器(LPF2)、压控振荡器(VCO2)依次连接组成环路；在两个环路之间设有混频器(MX1)，混频器(MX1)混频信号取自锁相环(PLL1)与锁相环(PLL2)的差值，送入鉴相器(PD1)中。
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