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YQ2019005 | 一文读懂信号源信号发生器(二)

作者: 来源: 日期:2019-07-09 浏览:23次

二、点频信号源

一般来说,点频信号源由三部分组成:

1. 参考源部分:决定整个信号源频率稳定度;

2. 频率合成部分:决定输出信号频率参数;

3. 输出功率控制部分:决定输出信号功率参数

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图6 信号源组成框图

合成满足各项指标要求信号的技术称为频率合成技术,对信号频率进行合成的方式主要有三种:

1.直接频率合成

利用振荡器直接输出要求的频率信号,晶体振荡器因其Q值高而得到广泛应用,采用恒温晶振和稳补晶振可进一步提高其频率稳定度。主要应用于单点频率信号合成。

2. 间接频率合成

利用PLL锁相环进行频率合成,其特点是可输出宽频率范围信号,频率变化步进较小,频率跳变速度较快。但存在频率变化步进和相噪指标相矛盾的缺点。PLL间接频率合成是频率合成的主要方式。

3.直接数字合成(DDS)

利用数字技术进行信号波形合成,其特点是输出频率步进指标很高,频率跳变速度很快,但输出频率范围较窄。

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图7 信号源频率合成技术及其优缺点

直接频率合成技术原理框图如下图所示。采用温补晶振和恒温晶振可以提高晶体振荡器的频率稳定度。

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图8 直接频率合成原理框图

间接频率合成技术原理框图如下图所示。锁相环由鉴相器;环路滤波器;压控振荡器(VCO);分频器等组成。

从频率关系上分析,PLL相当于一个倍频器:PLL输出信号频率变化步进为其鉴相器工作频率。

如果要求频率变化步进越小,鉴相频率相应变小,而要保证输出频率值则N值相应变大。较小的鉴相频率会使PLL环路带宽相应减小,从而使PLL动态性能(频率跳变速度)变坏。

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图9 间接频率合成原理框图

对PLL输出信号的相位噪声指标进行分析。

对参考源,PLL 为低通特性,带宽为环路带宽。PLL输出相噪是参考信号相噪按N倍频恶化。N越大,PLL输出相噪指标越差。在环路带宽外,PLL输出相噪由VCO 决定。

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图10 锁相环输出相位噪声指标

提高PLL输出信号相位噪声指标的原则是减小分频比N,通过采用多锁相环和小数分频技术可以实现以上目的。

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图11 改善PLL输出信号相噪的方法

直接数字频率合成DDS是随着数字技术的发展而出现的新技术,原理框图如下图所示。DDS由相位累加器;ROM 表;DAC;低通滤波器组成。

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图12 DDS直接数字合成技术原理框图

信号源利用ALC(自动电平控制)技术来保证输出信号的幅度。大范围幅度调整由衰减器完成。

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图13 信号源输出信号功率的控制

点频信号源的应用:

1.系统本振:

–相位噪声

–频率精度

2.器件失真性能测试

–杂散

–三阶失真TOI

3.接收机测试:

–调制方式

–幅度精度

–杂散性能

功率扫描需要关注:功率扫描范围,功率斜率范围,源匹配。功率扫描通过:自动电平控制ALC,ALC检测器,ALC驱动器和ALC调制器配合完成。


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