10MHz～1GHz小步进频率源的设计

论文摘要

本文介绍了一种10MHz1GHz小步进频率源的实现方案,采用DDS直接激励PLL下变频方案实现。系统分为两路,一路用于产生2.4GHz点频信号作为混频器的本振端输入信号,该信号由锁相环芯片锁相产生;另一路产生2.41GHz3.4GHz步进为1Hz的扫频信号。借助DDS产生步进0.01Hz,频率范围为24.1MHz34MHz的扫频信号,DDS的输入参考信号由一锁相环锁相产生,DDS的输出信号作为另一锁相环芯片的输入参考信号,该锁相环实现倍频100倍,为混频器提供RF信号。本文首先介绍了频率合成技术,主要包括锁相频率合成技术和直接数字式频率合成技术;然后分析了DDS + PLL混合式频率合成技术几种方案的优缺点,在此基础上结合本课题指标要求确定了实现方案,并对该方案做了可行性分析;接下来进行各模块电路的设计,其中讲述了各模块电路设计的关键技术和各芯片内部寄存器的配置;最后对系统各模块的调试做了详细的阐述并给出了测试结果。电路经过反复调试和优化输出指标,最后得到以下测试结果:10MHz1GHz输出频带,相位噪声优于-67.82dBc/@10kHz,杂散抑制能力大于-31.41dBc,功率输出-8.01dBm-10.02dBm。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 频率源的发展概况及现状
• 1.1.1 频率源的发展史
• 1.1.2 频率源的发展现状及趋势
• 1.1.3 本文的主要内容
• 第二章 频率合成技术理论
• 2.1 锁相环路的基本工作原理
• 2.1.1 锁相环原理概述
• 2.1.2 锁相环模型
• 2.1.3 环路组成
• 2.1.4 环路噪声性能
• 2.2 直接数字式频率合成（DDS）技术
• 2.2.1 DDS 原理
• 2.2.2 DDS 输出信号谱分析
• 2.3 DDS+PLL 混合式频率合成技术
• 2.3.1 DDS 直接激励PLL
• 2.3.2 PLL 内嵌DDS
• 2.3.3 DDS 与PLL 环外混频
• 2.4 微带低通滤波器
• 2.4.1 滤波器的传输函数
• 2.4.2 低通原型滤波器
• 2.4.3 微带高低阻抗现低通滤波器
• 1GHz 小步进频率源设计'>第三章 10MHz¹GHz 小步进频率源设计
• 3.1 系统方案论证及可行性分析
• 3.1.1 系统方案论证及可行性分析
• 3.1.2 系统原理框图结构分析
• 3.1.3 关键器件的选择
• 3.1.4 系统杂散及相位噪声分析
• 3.1.5 系统频率步进分析
• 3.2 系统电路设计
• 3.2.1 2.4GHz 点频信号电路设计
• 3.2.2 DDS 输入参考信号电路设计
• 3.2.3 DDS 电路部分设计
• 3.2.4 2.41GHz-3.4GHz 信号产生部分电路设计
• 3.2.5 混频电路设计
• 3.2.6 电源模块和单片机控制部分设计
• 第四章 系统调试、测试和结果分析
• 4.1 单片机软硬件调试
• 4.2 ADF4360-1 与ADF4360-8 的调试
• 4.3 DDS 电路部分的调试
• 4.4 锁相环芯片ADF4106 的调试
• 4.5 微带滤波器的调试
• 4.6 系统联调
• 4.7 滤波器测试结果
• 4.8 系统测试结果和分析
• 4.8.1 2.4GHz 和400MHz 点频信号相噪测试结果
• 4.8.2 AD9956 输出信号相噪和杂散测试结果
• 4.8.3 DDS+PLL 输出信号相噪和杂散测试结果
• 4.8.4 系统输出信号相噪和杂散测试结果
• 4.8.5 系统测试结果分析
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的成果
• 附录