2.5GHz-2.7GHz微波小步进频率源的设计

论文摘要

随着现代通信、雷达技术的不断发展,高稳定频率源的品质已成为决定系统性能优劣的关键部件之一,研制高稳定恒温晶体振荡器,提高相位噪声指标成为刻不容缓的任务。同时随着频率合成技术的迅猛发展,对用晶体振荡器作为参考信号,输出宽频带,细步进,低相位噪声,低杂散的频率源需求也越来越大,具有广阔的市场。本文主要任务是研制100MH高稳定恒温晶体振荡器,以及使用该振荡器作为参考信号的S波段微波小步进频率源。本文主要工作有:1.从理论上对相位噪声理论,晶体振荡器电路进行了研究。2.对恒温晶体振荡器个部分组成电路的设计进行了详细的分析。3.研制出了100MHz高稳定恒温晶体振荡器,相位噪声达到-150dBc/Hz@1KHz,频率温度稳定度达到±0.5ppm（-55℃--+85℃）。4.从理论上讨论了DDS和锁相式频率合成的设计方法5.利用该100MHz晶体振荡器,采用混合式频率合成方式,研制了输出频段2.5GHz-2.7GHz,频率步进为10Hz的频率源。5.对该频率源的各部分电路设计,包括DDS,PLL,VCO和控制电路,进行了详细的分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 国内外频率源技术发展动态
• 1.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 石英晶体振荡器设计原理
• 2.1 SC 切型石英晶体谐振器
• 2.2 石英晶体谐振器的阻抗-频率特性
• 2.3 石英晶体振荡电路设计原理
• 2.3.1 恒温晶体振荡器的主要参数
• 2.3.2 并联晶体振荡器的一般分析
• 2.3.3 晶体振荡器相位噪声分析
• 2.4 相位噪声测量方法
• 2.4.1 直接频谱仪法
• 2.4.2 相位检波器法
• 第三章 频率合成技术基本原理
• 3.1 锁相式频率合成技术原理
• 3.1.1 原理概述
• 3.1.2 锁相环关键性能参数
• 3.1.3 环路设计
• 3.2 直接数字频率合成技术原理
• 3.2.1 DDS 原理
• 3.2.2 输出信号频谱分析
• 3.3 混合式频率合成技术
• 3.3.1 DDS 激励锁相环
• 3.3.2 PLL 内嵌DDS
• 3.3.3 DDS 和PLL 环外混频
• 第四章 100MHz 恒温晶体振荡器设计
• 4.1 恒温晶体振荡器的指标
• 4.2 关键元器件的选择
• 4.3 电源滤波电路设计
• 4.4 恒温电路设计
• 4.5 SC 切晶体振荡电路设计
• 4.6 各种关键指标测试结果
• 4.6.1 第一版测试结果
• 4.6.2 第二版电路测试结果
• 第五章 DDS+PLL 电路设计
• 5.1 系统方案论证
• 5.1.1 系统指标要求
• 5.1.2 方案的选择
• 5.2.D DS 电路设计
• 5.3.P LL 电路设计
• 5.4 控制电路及电源电路设计
• 5.5 控制程序设计
• 5.6 2.5GHz-2.7GHz 压控振荡器设计
• 第六章 测试结果与分析
• 6.1 DDS 输出信号指标测试
• 6.2 频率源输出信号相位噪声和杂散测试
• 6.3 输出功率测试
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 个人简历
• 附录1 频率源原理图
• 附录2 频率源PCB
• 附录3 频率源实物图