淺析小型化頻率綜合器適用性技術

董江濤

摘要：對于頻率綜合器小型化而言，想要在縮小其體積規模的基礎上還要著重控制其性能的高效性、穩定性，是一件艱巨的任務。怎么才能將兩者顧及到呢？本文從頻率綜合器的簡介出發，通過分析小型化頻率綜合器的適用性技術，對頻率綜合器小型化的優化設計上提出一些建議。

關鍵詞：頻率綜合器；小型化；適用性技術；設計；優化

隨著我國制造工藝的進步與頻率綜合器關鍵技術的不斷發展，頻率合成技術以成為了我國電子領域中不可缺少的一分子。頻率綜合器作為信號收發的核心部分，其應用范圍頗為廣泛，諸如像雷達掃描領域、通訊技術領域、軍工衛星領域等。隨著技術的日益完善，電子設備的小型化是現今時代電子領域的發展趨勢，而頻率綜合器的小型化更是具有著重要意義。

一、頻率綜合器的簡介

頻率綜合器中的“綜合”指的是對于頻率的合成再利用，這項技術早在二十世紀三十年代就已被發明出來了。頻率合成器通過對一個或多個標準信號的利用，在各種技術手段使用的基礎上，讓設備產生大量離散頻率信號。頻率綜合器技術最初的使用的是直接式頻率合成技術，在此之后經過對其的不斷開發研究，發展成了間接式頻率合成技術，隨著數字集成電路技術、微電子技術的進步，現在的頻率綜合器已經發展到了第三代，這項技術就是直接數字式頻率合成技術。，直接數字式頻率合成技術相對于上幾代的頻率合成技術相比，其在轉換速率、頻率分辨率、操作方面都有了長足的進步。

與此同時，頻率綜合器加快了頻率之間相互轉換的效率，這也讓其應用的領域得以擴展，包括電視廣播領域、遠程遙控控制領域、電子對抗等領域。并且，這項技術更是在短波通訊中有重要意義，其應變性可以適應短波的各個頻率。

二、小型化頻率綜合器適用性技術

如果想要達到頻率綜合器小型化的目的，就需要先從合成的技術上出發，這里的合成技術主要是指DDS（直接數字式頻率合成技術）、PLL（間接鎖相頻率合成技術），再者從電路上出發，就需要微封裝技術來支持。

（一）直接數字式頻率合成技術

這項技術的概念是在一九七一年，由美國科學家J.Tierncy、B.Gold與C.M.Rader首次提出來的。該技術通過全數字技術作為基礎，以想為概念作為依據，這屆將波形合成所需要的樣式。直接數字式頻率合成技術是從數字信號出發，將其理念與方法與信號合成領域結合，這能夠有效的提高合成信號的頻率轉換轉換速率，在此之上統一了頻率之間的準確度。直接數字式頻率合成技術憑借著它相位變換的連貫性，頻率轉換速度的高效率，強大的頻率分辨率，對于相位噪音的完美控制，以及集成度高、空間利用率高等優勢，迅速的占領了頻率綜合器的技術市場。在現今的電子系統中，因直接數字式頻率合成技術在中頻的頻段上，能夠應付各種繁雜的調制信號，越來越受到人們喜愛。

（二）間接鎖相頻率合成技術

這個技術主要指的是其中的鎖相環路，其是以反饋電路形態存在的，它的功用是能夠同步電路與外界的時鐘。鎖相環適用于閉環跟蹤電路，它可以讓輸出信號頻率自動跟蹤輸入信號頻率。在鎖相環路正常運轉的過程里，當輸入信號與輸出信號頻率相同的情況下，其能夠鎖定輸入、輸出的電壓相位，這就是鎖相環路的名字含義。鎖相環路相對于直接數字式頻率合成技術在成本、體積等優勢，并且其具有設計簡單，寬帶跟蹤，窄帶過濾波段的特點，更適合頻率綜合器小型化的發展。

（三）MCM微封裝技術

電子技術的不斷發展，促使著集成電路也在進步，這種進步是多方面的。比如說，在集成電路封裝密度的進步，信息處理效率的進步，使用穩定性的進步等等。MCM（MultiChipModule）多芯片組件就是由此應運而生的，這項技術其含義是“在同一塊的高密度布線基板上，通過粘結將多塊裸芯片封裝起來的互連組件”，其能夠有效的改變傳統封裝在密度上局面，這也得到了微電子行業的肯定。MCM使傳統封裝現有技術的突破，在提升其密度的同時也縮減了體積，并且提升了封裝性能，在減少I/O端口與焊點的基礎上，也加強了系統的穩定性。MCM微封裝技術對于發展頻率綜合器的小型化有著重要的意義，其通過封裝密度的提高，從而降低了頻率綜合器設備的體積。

三、頻率綜合器小型化的優化設計建議

（一）對于方案設計的建議

在頻率綜合器小型化的方案設計中，首要的目的就是降低綜合器的體積。在設計中，要靈活運用直接數字式頻率合成技術與間接鎖相頻率合成技術，比如在對于各種頻率的產生，使用間接鎖相頻率合成技術，能夠有效縮小設備體積。對于發出信號的產生，通過直接數字式頻率合成技術與間接鎖相頻率合成技術的結合使用。對于信號中的中頻信號，通過直接數字式頻率合成技術來進行合成，并在此基礎上進行調制。對于集成芯片組盡可能的使用MSM技術，有效降低設備中芯片所占用的空間，達到頻率綜合器小型化的目的。

（二）對于工程設計的建議

在頻率綜合器小型化工程的設計中，主要的難點體現在兩方面，一是由于設備電路包含數字信號、微波信號與多個頻段的傳輸，輸出的頻率又極為相似，而頻率還得需要多個通道，這就需要為電路之間要有隔離設計。二是由于小型化的頻率綜合器沒有相應的抗震裝置，所以在保證頻率綜合器性能的穩定性、高效性，我們就需要對電路進行抗振處理。

對于電路之間的隔離設計，我們可以從電路規劃的條理性性與接口電路的合理設計出發，根據頻段與功用的類別進行區分，并進行集中屏蔽，在此之上，進行濾波處理，達到隔離標準。對于電路的抗振處理中，我們要優化電路晶體振蕩器設計。出于鎖相環路對于振動比較敏感，對其與晶振做二次減振的處理。

四、結語

隨著頻率綜合器小型化的不斷完善，越來越多適應性技術的推陳出新，在這種趨勢下，設計師要緊抓先進技術的脈搏，在完善自己理論知識的同時，要懷著一種求真的科學態度，對頻率綜合器不斷創新，從而加強國家在頻率綜合器技術領域的領先地位。

參考文獻：

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