[发明专利]一种可变环路带宽频率合成装置、系统及方法

说明书

本发明公开一种可变环路带宽频率合成装置、系统及方法，该装置包括VCO信号选择单元，将VCO信号耦合成两路信号，一路信号作为基波信号送入基波信号分频单元和基波信号倍频单元，另一路信号经VCO信号分频单元分频后反馈到鉴相器的耦合器；鉴相器，接收输入参考信号和经VCO信号分频单元分频后VCO信号进行鉴相，产生两个具有相同频率的信号，将两个同频率信号的相位进行比较，根据相位差线性控制电荷泵输出电流；将耦合器输出的基波信号分频的基波信号分频单元；将耦合器输出的基波信号倍频的基波信号倍频单元；程控衰减器。本发明能够产生高稳定的扫频本振源，该合成装置集成度高，稳定性强，调试方便。

技术领域

本公开涉及一种频率合成装置，具体涉及一种宽带低相位噪声的可变环路带宽频率合成装置、系统及方法。

背景技术

模块化仪器朝着小体积高指标的方向飞速发展，由于其小体积，低功耗等优点，模块化仪器的应用越来越广泛，人们对模块化仪器的性能指标提出越来越高的要求，而决定着模块化仪器性能指标的一个关键技术就是小型化频率合成电路的设计，因此人们在设计上不断压缩频率合成电路的体积，提高频率合成电路的性能，因此频率合成器具有频段宽、频率高、低相噪等特点。

目前频率合成技术多种多样，但其基本构成都是一个锁相环电路，锁相环电路是一个相位负反馈的自动控制系统，其能够跟踪相位，实现输出信号与输入信号的同步。现有频率合成技术的核心是混频锁相环电路，该电路的缺点包括以下3个方面：

(1)该电路由多个锁相环和开关电路组成，包括参考信号倍频电路、参考信号锁相环路、宽带信号锁相主环路和滤波放大电路，电路设计复杂功耗高，并且电路体积大需要较大尺寸PCB实现，调试工作量随之加大。

(2)该电路由多个锁相环电路组成，不同环路直接的功率较大信号容易串扰到其他电路中，所以调试时需要贴各种吸波材料和加盖屏蔽盒，存在调试指标困难，调试过程需要反复拆装屏蔽盒，降低调试效率，加大人工成本。

(3)该电路的锁相环的环路带宽固定，其频率抖动、相位噪声和锁定时间等关键指标固定不变的，无法优化相位噪声和锁定时间之间关系，应用场景受限。

综上所述，如何设计一种高性能的单环扫频本振源，通过优化电路、多频段VCO拼接、可变环路带宽等方法实现一个小体积，宽频段，高频率，低相噪的频率合成装置，仍是待解决的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种宽带低相位噪声的可变环路带宽频率合成装置、系统及频率合成方法，采用单环锁相，集成度高，稳定性强，调试方便，占用面积小。

本公开所采用的技术方案是：

一种宽带低相位噪声的可变环路带宽频率合成装置，该装置包括：

选择与输出信号频率值相应的VCO信号的VCO信号选择单元；

将VCO信号选择单元输出的VCO信号耦合成两路信号，一路信号作为基波信号送入基波信号分频单元和基波信号倍频单元，另一路信号经VCO信号分频单元分频后反馈到鉴相器的耦合器；

鉴相器，接收输入参考信号和经VCO信号分频单元分频后VCO信号进行鉴相，产生两个具有相同频率的信号，将两个同频率信号的相位进行比较，根据相位差线性控制电荷泵输出电流；

将耦合器输出的基波信号分频成频率范围为62.5MHz～250MHz的信号的基波信号分频单元；

将耦合器输出的基波信号倍频成频率范围可达12GHz的基波信号倍频单元；和，

程控衰减器，用于调节基波信号分频单元或基波信号倍频单元输出的信号的功率电平。