[发明专利]高稳定性频率源

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种高稳定性频率源。

背景技术

在保密通信、雷达等通信领域，频率源一直是一个重要的核心部件，目前频率合成方式主要是DDS（直接数字频率合成器）和PLL（锁相环）。限于现有技术DDS输出频率比较低，杂散、相噪比较差。但PLL在相噪、杂散方面明显好于DDS。

在接收机中要求整个链路噪声更低信噪比更好，那么就能够在复杂电磁环境下抗干扰能力更强，生存能力也就更强更强。对于现代战场要求，更高的抗干扰能力和更稳定的性能是检验产品合格与否的重要指标。

频率源的噪声对整个链路噪声影响至关重要，所以在不要求更高的换频时间的情况下，PLL（锁相环，Phase-Locked Loop）是很好的选择。

图1选用的参考是由恒温晶振产生，因为恒温晶振在-55℃-+85℃温度范围内相噪低，频率温度稳定度也能保持在≤500ppb以内。

但是机载设备除了在高空不断变换的温度以外，机身在遇到气流变换的时候本身的振动也是不可避免的。

每一个机载车载通信模块在环境适应性一项都会要求以下条件：

1.低温试验

模块应能承受以下低温环境，并确保模块结构、功能不受损坏:存贮: -55℃   达到温度稳定后保持 24h;工作:在-55℃  工作状态下达到温度稳定并保持此温度2h启动设备工作。

2．高温试验

模块应能承受以下高温环境，并确保模块结构、功能不受损坏：存贮：+85℃达到温度稳定后保持4h；工作：在+85℃工作状态下达到温度稳定并保持此温度2h启动模块工作，设备持续工作直到达到热平衡，然后继续保持工作2h。

3．振动功能试验

振动功能试验的频率范围为 10Hz~2000Hz，试验步骤如下:

a)共振测试，在 5Hz~2000Hz范围内对机载设备进行正弦扫频，振动位移双

幅值±lmm 或加速度±2g，测试并记录其振动模态特性:

b)在 10Hz~2000Hz范围内进行随机振动功能试验。

在持续一个星期的低温振动试验的时候会发现频率源输出相噪会变差，偶尔会有瞬间失锁的现象、频率偏移几个问题的产生。最后锁定的问题原因就在恒温晶振上，由于恒温晶振的核心是石英晶体，所以在机械振动的时候晶体输出波形必然会有一定的频率偏移，这是不可避免。就算给恒温晶振加上减震设备，问题也得不到根本解决。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种高稳定性频率源，目的是为了解决在持续一个星期的低温振动试验的时候会发现频率源输出相噪会变差，偶尔会有瞬间失锁的现象、频率偏移的技术问题。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种高稳定性频率源，包括鉴相器、单片机、10MHz恒温晶振、40MHz恒温晶振以及分别为所述鉴相器、单片机、10MHz恒温晶振、40MHz恒温晶振供电的稳压电源；所述10MHz恒温晶振与所述鉴相器连接，10MHz恒温晶振产生的10MHz参考信号直接输入到所述鉴相器中；所述40MHz恒温晶振通过功分器与所述鉴相器连接，40MHz恒温晶振产生的40MHz输出信号由功分器分配后输入到鉴相器中；所述鉴相器对10MHz参考信号和40MHz输出信号分频后变成同一个频率，然后对信号的相位的比对，通过单片机的控制使鉴相器中电荷泵输出一个直流电压信号到40MHz恒温晶振的控制端，控制40MHz恒温晶振的输出偏移，直到10MHz参考信号和40MHz输出信号分频后变成同一个频率，两个同频率的相位恒定以后，40MHz输出信号恒定，在功分器另一端输出。

优选地，所述10MHz恒温晶振的输出端接电阻R18和电阻R21的一端，所述电阻R18的另一端分别与电阻R20和鉴相器的输入端连接，所述电阻R21和电阻R20的另一端分别接地。该外围电路为π型衰减器，为适度调整输入鉴相器信号的幅度。