[发明专利]一种用于频率合成器的超低相位噪声基准信号产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超低相位噪声基准信号产生装置，特别涉及一种用于频率合成器的超低相位噪声基准信号产生装置。

背景技术

相位噪声是频率合成器的一个非常重要的技术指标，它对频率合成器所应用的整个系统的性能有着很大的影响。在通信系统中，相位噪声会使话路信噪比下降、误码率增加；在雷达系统中，相位噪声会降低雷达系统对目标的分辨能力，即改善因子；在接收机中，相位噪声会使接收机有效噪声系数增加。

在直接式频率合成器中，频率合成器输出信号的相位噪声和基准频率的相位噪声满足20logN的关系，即：

频率合成器输出信号的相位噪声＝基准信号的相位噪声＋20logN

其中，N为由基准信号到频率合成器输出信号所经过的倍频倍数。从上述公式可以看出，在倍频倍数N一定的情况下，改善频率合成器输出信号相位噪声的唯一途径是降低基准信号的相位噪声。

目前，基准信号一般使用晶体振荡器或声表振荡器直接产生。但不同类型、不同频率的振荡器在不同频偏处具有不同的相位噪声特性。通常情况下，10MHz晶体振荡器在频偏1Hz到100Hz范围内具有最佳的相位噪声；100MHz晶体振荡器在频偏100Hz到10kHz范围内具有最佳的相位噪声；声表振荡器在频偏10kHz以上范围内具有最佳的相位噪声。单一使用某一类型或某一频率的振荡器产生基准信号时，振荡器的相位噪声特性直接决定了基准信号的相位噪声特性，即基准信号只能在某一频偏范围内取得最佳的相位噪声，而不能在各个频偏处都取得最佳的相位噪声。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低相位噪声基准信号产生装置，用以解决单一使用某一类型或某一频率的振荡器产生基准信号时不能在各个频偏处都取得最佳相位噪声的问题，为直接式频率合成器提供在各个频偏处都能取得最佳相位噪声的基准信号。

本发明的技术方案为：

一种用于频率合成器的超低相位噪声基准信号产生装置，该基准信号产生装置包晶体振荡器、第一锁相环路和第二锁相环路，其中所述第一锁相环路包括第一鉴相器、第一环路滤波器、压控晶体振荡器，所述第二锁相环路包括第二鉴相器、第二环路滤波器和压控声表振荡器；

所述晶体振荡器输出第一参考信号至第一锁相环路，该第一锁相环路对所述第一参考信号进行分频、比较和滤波输出第二参考信号至第二锁相环路，该第二锁相环路对来自第一锁相环的第二参考信号进行分频、比较和滤波输出基准信号。

进一步，所述晶体振荡器为10MHz晶体振荡器。

进一步，所述压控晶体振荡器为100MHz压控振荡器。

进一步，所述压控声表振荡器为400MHz压控声表振荡器。

进一步，所述晶体振荡器产生10MHz参考信号至第一鉴相器A的参考输入端，该第一鉴相器将所述100MHz压控晶体振荡器输出的100MHz反馈信号分频后和10MHz参考信号进行比较并输出误差电压信号，所述第一环路滤波器滤除误差电压信号的高频分量，经过所述第一环路滤波器的误差电压信号输入至所述100MHz压控晶体振荡器的压控端，在误差电压信号的控制下，所述100MHz压控晶体振荡器输出100MHz参考信号，100MHz参考信号作为100MHz反馈信号输入至所述第一鉴相器的比较输入端；所述100MHz参考信号同时作为参考输入信号输入至所述第二鉴相器的参考输入端，所述第二鉴相器将400MHz压控声表振荡器输出的400MHz反馈信号分频后和100MHz参考信号进行比较并输出误差电压信号，所述第二环路滤波器滤除误差电压信号的高频分量，经过所述第二环路滤波器的误差电压信号输入至所述400MHz压控声表振荡器的压控端，在误差电压信号的控制下，所述400MHz压控声表振荡器输出400MHz基准信号，400MHz基准信号同时作为400MHz反馈信号输入至所述第二鉴相器的比较输入端。

本发明具有如下有益效果：

（1）超低相位噪声基准信号产生装置通过所述锁相环路A和所述锁相环路B将所述10MHz晶体振荡器、所述100MHz压控晶体振荡器和所述400MHz压控声表振荡器结合在一起，充分地利用了各个振荡器在不同频偏处的相位噪声特性；

（2）超低相位噪声基准信号产生装置产生的基准信号的相位噪声为各个振荡器在不同频偏处的最佳值。因此，在各个频偏处基准信号都能取得最佳的相位噪声。