10MHz到10GHz信号源的设计与实现

10MHz到10GHz信号源的设计与实现

论文摘要

信号源是科研单位和实验室普遍用到的仪器设备,其被广泛地应用于电子通信、自动控制、科学实验等多个领域。伴随着无线电技术的广泛应用,,广播、电视、雷达、通信等不同需求的专用信号源不断涌现。军用微波的一个显著特点就是带宽较宽,微波收发信机常用超外差结构,因此一般用二次变频的方式实现频谱的搬移,而本地振荡器是收发信机的重要组成部分,在科研生产中由于需要调试和测试大量的上下变频器,一般需要2到3个信号源来提供本振和射频信号才能够完成调试工作。为了满足科研生产测试和售后服务中对微波信号源的需求,本文设计实现了一种10MHz到10GHz的信号源。本文对锁相环技术(PLL)和直接数字频率合成技术(DDS)技术进行了理论的分析。在分析的基础上,结合实际需求选取了DDS激励PLL的频率合成方案,利用DDS频率分辨率高,PLL频率合成频率高,带宽宽的优点,实现了小步进、宽频带、低相噪的频率合成。论文采用DDS激励PLL的频率合成方式,主要成果有:(1)基于DDS和PLL的基本理论,提出了DDS激励PLL来实现小步进,通过提高DDS参考时钟相位噪声来降低系统相位噪声的方案。(2)设计了方案中的各部分电路并予以实现,进行了相应的理论计算和软件仿真。(3)对实现的信号源进行了相关测试,测试结果表明信号源实现了低相噪,宽频带,高频率分辨率。本文的研究对于小步进、低相噪宽带频率合成器的研制具有一定的参考意义,其成果已应用于实际工程中。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 信号源简介
  • 1.2 频率合成技术简介
  • 1.3 国内外发展动态
  • 1.4 本文的主要工作
  • 第二章 信号源基础技术
  • 2.1 锁相频率合成技术
  • 2.1.1 锁相环的基本原理
  • 2.1.2 锁相环的线性分析
  • 2.1.3 锁相环的相位噪声分析
  • 2.2 直接数字频率合成技术
  • 2.2.1 DDS的组成及工作原理
  • 2.2.2 DDS的频谱特性分析
  • 2.3 混合频率合成技术
  • 2.3.1 DDS与PLL环外混频
  • 2.3.2 PLL内嵌DDS
  • 2.3.3 DDS激励PLL
  • 2.3.4 混合环的相位噪声分析
  • 2.4 滤波器技术
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 10MHz到 10GHz信号源的电路设计
  • 3.1 信号源的系统构成
  • 3.2 1GHz参考源的电路设计
  • 3.3 DDS电路的设计
  • 3.4 4~8GHz频率合成器的电路设计
  • 3.5 滤波器的电路设计
  • 3.6 其它电路的设计
  • 3.7 电磁兼容设计
  • 3.8 信号源输出相噪分析
  • 3.9 本章小结
  • 第四章 10MHz到 10GHz信号源的测试
  • 4.1 1GHz参考源的测试
  • 4.2 4~8GHz频率合成器的测试
  • 4.3 整机测试
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻硕期间取得的研究成果
  • 相关论文文献

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