寬帶鎖相頻率合成器設計＊

張子軒，彭 浩，湯佶凡

（電子科技大學，四川 成都611731）

0 引言

頻率合成器是現代電子系統的重要組成部分，被人們稱為電子系統的“心臟”。在通信、雷達和導航等設備中，頻率合成器既為通信發射端中的調制器提供載頻信號，又為通信接收端的混頻器提供本振信號；在電子對抗設備中，它可以作為干擾信號發生器。頻率合成器的性能直接影響整個通信系統或者雷達系統的整體性能，系統對頻率源的性能如輸出頻率帶寬、相位噪聲、雜散抑制、頻率步進等有著越來越高的要求。

通常頻率合成分為鎖相環頻率合成（PLL）和直接數字合成（DDS）兩種。其中鎖相環電路輸出頻率高、相位噪聲好，其缺點是頻率分辨率低、頻率跳變時間較長。而DDS有極好的頻率分辨率、高速的頻率切換時間、很好的相位噪聲，但它輸出頻率較低、雜散信號較多。

1 頻率合成方案的分析

本文設計的頻率合成器給某末制導雷達提供本振信號源。其主要技術指標要求為：輸出頻率范圍4.3～7.8GHz；頻率步進10MHz；相位噪聲優于-80dBc／Hz＠100kHz，雜散優于-60dBc。

1.1 設計分析及器件選擇

系統輸出頻率要求達到了最高7.8GHz，且帶寬達到了3.5GHz。當前主流DDS 芯片輸出頻率均在1GHz以下。如果采用DDS頻率合成技術則需要經過多次倍頻才能達到輸出的頻率波段和頻率帶寬，多級倍頻電路大大增加了電路的復雜性，倍頻過程也會產生更多難以處理的雜散信號。故本文采用鎖相環頻率合成技術來實現寬帶頻率源的設計。

鎖相環的原理框圖如圖1所示。……