本論文所研究的課題是中科院上海天文臺時頻中心氫原子鐘中的一個子課題，要求實現(xiàn)L波段低相噪、高頻率穩(wěn)定度和低成本的頻率合成器。頻率合成技術是電子系統(tǒng)實現(xiàn)高性能指標的關鍵技術之一，也是現(xiàn)代通信技術中一個重要的研究方向。 本文敘述的是采用鎖相原理設計的頻率合成器。首先介紹鎖相環(huán)的基本原理和基本組成部分，然后介紹鎖相環(huán)頻率合成器的設計方法，主要介紹由電荷泵鑒相鑒頻器和無源環(huán)路濾波器構(gòu)成的鎖相環(huán)頻率合成器。由于鎖相環(huán)頻率合成器的帶外相位噪聲主要由壓控振蕩器決定，所以設計一個性能良好的VCO是本設計的一個重要環(huán)節(jié)，為了降低相位噪聲，我們采用了短于λ／4的同軸介質(zhì)諧振器做為壓控振蕩器的諧振回路中的電感，然后用ADS仿真軟件進行VCO的仿真設計，并給出了仿真數(shù)據(jù)和實際測量結(jié)果。最后給出了用ADF4212和無源環(huán)路濾波器構(gòu)成的頻率合成器的控制方法和實際測試結(jié)果，ADF4212簡化了電路設計，有利于氫鐘的小型化。 測試結(jié)果表明達到了設計要求，相噪指標為-92dBc／Hz@10kHz，雜散抑制75dBc，短期頻率穩(wěn)定度為1.9×10^-13／s。 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海天文臺)上海市

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一1VCO相位噪聲隨頻率偏移的變化

圖3一3一1ADS仿真VCO原理圖co1p1tts壓控振蕩器電路[281圖3一3一2是Colpitts電路的基本結(jié)構(gòu)，在實際的低相噪VCO電路中CsRE和CvAR等構(gòu)成了諧振回路，在實際的電路中由于要考慮到電抗補償3ES.3玩和變?nèi)莨芙尤敕绞降纫蛩�，CvAR具有更復雜的結(jié)構(gòu)，CsER決定了諧振腔和有源器件部分的禍合度，禍合越松(CsE，越小藕合越松)，相噪越好，也就是說諧振腔和有源部分的輕禍合可以提高諧振腔的Q值

Ｐ停?究翁庵形頤鞘褂玫氖竊肷?閑∏頁Ｓ玫乃????管BFR93AW，它的帶封裝非線性模型是在ADS的元件庫中獲取的，仿真的電路拓撲如圖3一3一1所示。圖3一4一2是VCO的壓控靈敏曲線和壓控增益的值。由此可以看出本設計的VCO的基本上是線性變化的，其壓控增益為1.241MH/zV。圖3一4一3是頻率為1400MHz時的仿真結(jié)果。圖3一4一5是頻率為1400MHz時的相位噪聲曲線。圖3一4一2vCO的壓控靈敏曲線分析~~~一丫丫酶酬h留m泊心日X(a)圖3一4一3振蕩頻率為1400MHz的結(jié)果。(b)(a)是時域波形(b)是諧波功率

【參考文獻】：
期刊論文
[1]頻率合成器技術發(fā)展動態(tài)[J]. 萬天才.  微電子學. 2004(04)
[2]AT89C2051控制LMX2332的頻率合成器[J]. 袁雪林,袁乃昌.  國外電子元器件. 2004(07)
[3]現(xiàn)代頻率合成技術發(fā)展狀況及分析[J]. 王玉珍,李袁柳.  宇航計測技術. 2003(03)
[4]基于ADF4106的鎖相環(huán)頻率合成器設計與實現(xiàn)[J]. 陸振雨,朱江,張爾揚.  電子工程師. 2003(01)

碩士論文
[1]一種低相位噪聲振蕩器的研制[D]. 秦純鷹.電子科技大學 2005
[2]低相噪LC VCO的研究設計與制作[D]. 陳濱.電子科技大學 2003
[3]L波段多點頻鎖相頻率合成器[D]. 劉暢.電子科技大學 2003
[4]現(xiàn)代微波PLL跳頻源設計方法研究[D]. 張?zhí)?電子科技大學 2002



本文編號：2926575