一种低相位噪声的锁相环电路及其实现方法

摘要

本发明提出了一种低相位噪声的锁相环电路及其实现方法，包括：控制单元、电源模块、参考信号、第一功分器、第一带通滤波器、第一混频器、低通滤波器、微波放大器、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第二功分器、第二带通滤波器、第一射频放大器、第三功分器、第三带通滤波器、第二混频器、第四带通滤波器、直接数字式频率合成电路、射频变压器、第五带通滤波器、第二射频放大器、第六带通滤波器、第三射频放大器；本发明采用直接数字式频率合成技术和锁相环频率合成技术相混合的方案，所用的DDS和鉴相器均为集成电路，在取得极低相位噪声的同时，大大减少了所采用的器件数量，节省了PCB空间，降低了调试难度，减小了功耗。

主权项

一种低相位噪声的锁相环电路，其特征在于，包括：控制单元、电源模块、参考信号、第一功分器、第一带通滤波器、第一混频器、低通滤波器、微波放大器、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第二功分器、第二带通滤波器、第一射频放大器、第三功分器、第三带通滤波器、第二混频器、第四带通滤波器、直接数字式频率合成电路、射频变压器、第五带通滤波器、第二射频放大器、第六带通滤波器、第三射频放大器；控制单元根据压控振荡器的输出频率计算出直接数字式频率合成电路和鉴相器的分频比，并控制直接数字式频率合成电路和鉴相器各自的输出信号以调控压控振荡器的输出频率；电源模块为锁相环电路的各个部件提供直流电压；第一功分器将参考信号分成2路；第一带通滤波器用于抑制参考信号的杂散和噪声；第一混频器对输入信号下变频，将参考信号的二次谐波与压控振荡器反馈信号进行差频，产生的差频信号作为鉴相器的一路参考输入信号；低通滤波器用来滤除第一混频器混频之后多余的高频信号分量；微波放大器对第一混频器混频之后的信号进行功率放大；环路滤波器对鉴相器的输出电压进行滤除；压控振荡器输出频率为锁相环最终的输出频率；第二功分器将压控振荡器的输出分成两路，一路作为第一混频器的反馈输入信号，另一路作为压控振荡器的输出信号；第二带通滤波器滤除压控振荡器输出信号中的杂散分量；第一射频放大器放大压控振荡器输出信号的功率，以使第一混频器输出正确的鉴相频率；第三功分器将参考信号分成2路；第三带通滤波器对参考信号进行滤波和噪声抑制；第二混频器将参考信号和直接数字式频率合成电路输出的信号进行上变频操作，产生的信号作为鉴相器的参考输入信号；第四带通滤波器滤除参考信号中的杂散分量并抑制噪声信号；直接数字式频率合成电路的输出信号作为第二混频器的输入信号；射频变压器除了用于阻抗匹配，还对其输入信号进行功率放大并抑制近端杂散；第五带通滤波器滤除直接数字式频率合成电路输出信号中的杂散分量；第二射频放大器放大直接数字式频率合成电路输出信号的功率；第六带通滤波器滤除上变频信号之外的高频和低频信号；第三射频放大器对第二混频器混频输出信号进行功率放大。