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一种低相噪宽带 频率合成器

阅读：549发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种低相噪宽带频率合成器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种低相噪宽带频率合成器，包括晶体振荡器、滤波器、锁相环路、放大器、分频器、第二Σ-Δ 调制器、8位可编程调制器以及第一Σ-Δ调制器。本实用新型实现了宽带微波 /毫米波收发组件的小型化、频率覆盖通用化，以及有效地提高了信号的相噪，改善了信号的杂散抑制。，下面是一种低相噪宽带频率合成器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低相噪宽带频率合成器，其特征在于，包括晶体振荡器(1)、滤波器(2)、锁相环路(10)、放大器(6)、分频器(7)、第二Σ-Δ调制器(8)、8位可编程调制器(9)以及第一Σ-Δ调制器(11)，其中：
所述晶体振荡器(1)与所述滤波器(2)连接，所述滤波器(2)与所述锁相环路(10)的信号输入端连接，所述锁相环路(10)的信号输出端分别与所述8位可编程调制器(9)、所述放大器(6)以及分频器(7)连接，所述分频器(7)与第一Σ-Δ调制器(11)的第一信号输入端以及第二Σ-Δ调制器(8)连接，所述第一Σ-Δ调制器(11)的信号输出端与所述锁相环路(10)的信号输入端连接，所述第一Σ-Δ调制器(11)的第二信号输入端与所述第二Σ-Δ调制器(8)连接，所述锁相环路(10)的信号输入端还与所述第二Σ-Δ调制器(8)连接。
2.根据权利要求1所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述晶体振荡器(1)采用频率为100MHz的低相位噪声恒温晶振。
3.根据权利要求1所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述滤波器(2)为声表面波滤波器，其1dB带宽小于20MHz，且其400MHz到1GHz的抑制度大于50dB。
4.根据权利要求1所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述第一Σ-Δ调制器(11)包括型号为AD1555的Σ-Δ调制器，所述第二Σ-Δ调制器(8)包括型号为AD1556的Σ-Δ调制器，其中：
所述第一Σ-Δ调制器(11)的第2引脚与所述锁相环路(10)的信号输入端连接；
所述第一Σ-Δ调制器(11)的第23引脚与所述分频器(7)的信号输出端连接；
所述第二Σ-Δ调制器(8)的PAG0引脚与所述锁相环路(10)的信号输入端连接；
所述第一Σ-Δ调制器(11)的第10引脚、第11引脚、第12引脚、第13引脚以及第14引脚分别与所述第二Σ-Δ调制器(8)的CB0引脚、CB1引脚、CB2引脚、CB3引脚以及CB4引脚一一对应连接。
5.根据权利要求1所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述锁相环路(10)包括由鉴相器(3)、环路滤波器(4)以及压控振荡器(5)依次连接形成的环路，其中，所述鉴相器(3)的射频输入端分别与所述滤波器(2)以及第一Σ-Δ调制器(11)的信号输出端连接，所述压控振荡器(5)的信号输出端分别与所述8位可编程调制器(9)、所述放大器(6)以及分频器(7)连接。
6.根据权利要求1所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述锁相环路(10)的输入参考频率为100kHz-225MHz，输出的射频频率为100MHz-9GHz，其最小频率步进为3Hz。
7.根据权利要求5所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述压控振荡器(5)包括NPN型三极管T1、NPN型三极管T2和二极管T3，其中：
所述二极管T3的正极接地，所述二极管T3的负极连接电阻R1的一端和电容C1的一端，所述电阻R1的另一端为压控振荡器(5)的信号输入端，并与所述环路滤波器(4)的信号输出端连接；
所述三极管T1的基极连接电容C1的另一端，并通过电感L1分别连接电阻R3的一端以及接地电阻R2；所述三极管T1的集电极连接接地电容C3，并通过电感L2分别连接电阻R3的另一端、接地电容C2以及电感L3的一端，电感13的另一端连接电源；所述三极管T1的发射极连接接地电阻R4以及电容C4的一端，电容C4的另一端连接接地电阻R5以及电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接接地电阻R7以及电容C5的一端；
所述三极管T2的基极连接电容C5的另一端，并通过电感L4分别连接接地电阻R8以及电阻R9的一端；所述三极管T2的发射极接地；所述三极管T2的集电极连接电容C6的一端，并通过电感L5分别连接电阻R9的另一端、接地电容C7以及电感L6的一端，电感L6的另一端连接电源，电容C6的另一端为压控振荡器(5)的信号输出端，并分别与所述8位可编程调制器(9)、所述放大器(6)以及分频器(7)连接。
8.根据权利要求7所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述分频器(7)包括型号为UA795的集成芯片U1、型号为UA747C的集成芯片U2、型号为UA747C的集成芯片U3、型号为UA747C的集成芯片U4、型号为UA747C的集成芯片U5以及型号为T9094的金属垫片U6，其中：
所述芯片U1的第4引脚与二极管D4的负极连接，二极管D4的正极接地，所述芯片U1的第
5引脚与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与所述芯片U1的第6引脚连接，所述芯片U1的第10引脚与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与所述芯片U1的第11引脚连接，所述芯片U1的第1引脚与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端分别与电阻R13的一端、电阻R14的一端以及电源连接，电阻R13的另一端分别与所述芯片U1的第12引脚以及所述芯片U3的第1引脚连接，电阻R14的另一端分别与所述芯片U1的第14引脚、电阻R19的一端以及所述芯片U3的第2引脚连接，所述芯片U1的第3引脚与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端分别与滑动变阻器R18的第1固定端以及滑动端连接，滑动变阻器R18的第2固定端接地，所述芯片U1的第13引脚与接地电阻R16连接；所述芯片U3的第1引脚分别与电阻R15的一端以及电容C8的一端连接，电容C8的另一端分别与电阻R15的另一端、所述芯片U3的第12引脚以及电阻R21的一端连接，所述芯片U3的第13引脚以及第4引脚分别连接电源；
所述芯片U2的第7引脚分别与电容C14的一端、电阻R21的另一端以及电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端为所述分频器(7)的信号输入端，并与电容C6的另一端连接，所述芯片U2的第6引脚与接地电阻R23连接，所述芯片U2的第10引脚分别与电容C14的另一端、电阻R24的一端、电阻R31的一端、场效应晶体管Q1的S极、电阻R26的一端以及场效应晶体管Q2的S极连接，电阻R24的另一端与所述芯片U4的第7引脚连接，所述芯片U4的第6引脚与滑动变阻器R25的滑动端连接，滑动变阻器R25的第1固定端连接电源，滑动变阻器R25的第2固定端接地，所述芯片U4的第10引脚分别与二极管D3的负极以及芯片U6的第1引脚连接，所述芯片U6的第2引脚作为所述分频器(7)的第一信号输出端，并分别与第一Σ-Δ调制器(11)的第一信号输入端、所述芯片U6的第3引脚以及第13引脚连接，所述芯片U6的第6引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极分别与电阻R31的另一端、场效应晶体管Q1的G极连接，所述芯片U6的第5引脚与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极分别与电阻R26的另一端以及场效应晶体管Q2的G极连接，场效应晶体管Q2的D极分别与接地电阻R27以及所述芯片U5的第2引脚连接，所述芯片U6的第4引脚与二极管D3的正极连接，并接地，所述芯片U5的第1引脚分别与电阻R30的一端以及电阻R29的一端连接，电阻R30的另一端与场效应晶体管Q1的D极连接，所述芯片U5的第13引脚与第4引脚分别连接电源，所述芯片U5的第3引脚与滑动变阻器R28的第1固定端连接，滑动变阻器R28的第2固定端与所述芯片U5的第14引脚连接，滑动变阻器R28的滑动端与所述芯片U5的第4引脚连接，所述芯片U5的输出端作为所述分频器(7)的第二信号输出端，并分别与所述第二Σ-Δ调制器(8)的输入端以及电阻R29的另一端连接。
9.根据权利要求7所述的低相噪宽带频率合成器，其特征在于，所述放大器(6)包括型号为AD8225放大芯片U7以及型号为AD8225放大芯片U8，其中：
所述放大器芯片U7的同相输入端分别与接地电容C9、电容C10的一端以及电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端为放大器(6)的信号输入端，并与电容C6的另一端连接，所述放大器芯片U7的反相输入端分别接地电容C11、电容C10的另一端以及电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端分别与接地电容C12以及所述芯片U8的同相输入端连接，所述芯片U8的反相输入端与接地电容C13连接，所述芯片U8的输出端作为所述放大器(6)的信号输出端，并与所述芯片U7的输出端连接。

说明书全文

一种低相噪宽带频率合成器

技术领域

[0001] 本实用新型雷达技术领域，尤其涉及一种低相噪宽带频率合成器。

背景技术

[0002] 宽带微波/毫米波收发组件是实现超宽带信号收发，微波频率跳频可控，调整微波信号的输出频率变换的主要元件，在各类微波通信系统中起着非常重要的作用。宽带微波/毫米波收发组件具有工作频率宽，多种功能集成，信号相位噪声高，体积重量小、集成度高等特点。目前国内宽带微波/毫米波收发组件的生产主要是锁相、混频等方式实现，不足是信号相噪不高，杂散不好。

[0003] 为了顺应微波电子产品的模块化、国产化、微型化、多功能化及特色定制化的主流趋势，利用国内现有的高集成度的多功能芯片，将宽带微波/毫米波收发组件设计生产由传统组合拼接模式向高度集成、体积小、功能强、功耗低、可靠性高等方向转变，以提高产品在国内、国际的竞争力。为实现宽带微波/毫米波收发组件的小型化、频率覆盖通用化、提高信号的相噪，以及改善信号杂散抑制。结合我们现有的宽带收发组件设计经验，对其进行优化结构、改良射频电路、提高系统性能，进行有针对性的设计和研发。实用新型内容

[0004] 针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种低相噪宽带频率合成器解决了现有频率合成器中信号相噪高、杂散不好、体积大以及功耗高的问题。

[0005] 为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：

[0006] 本方案提供一种低相噪宽带频率合成器，包括晶体振荡器、滤波器、锁相环路、放大器、分频器、第二Σ-Δ调制器、8位可编程调制器以及第一Σ-Δ调制器，其中：

[0007] 所述晶体振荡器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述锁相环路的信号输入端连接，所述锁相环路的信号输出端分别与所述8位可编程调制器、所述放大器以及分频器连接，所述分频器与第一Σ-Δ调制器的第一信号输入端连接，所述第一Σ-Δ调制器的信号输出端与所述锁相环路的信号输入端连接，所述第一Σ-Δ调制器的第二信号输入端与所述第二Σ-Δ调制器连接，所述锁相环路的信号输入端还与所述第二Σ-Δ调制器连接。

[0008] 本实用新型的有益效果是：本实用新型通过以上设计实现了宽带微波/毫米波收发组件的小型化、频率覆盖通用化、提高信号的相噪，以及改善信号杂散抑制，解决了现有频率合成器中信号相噪高、杂散不好、体积大以及功耗高的问题。

[0009] 进一步地，所述晶体振荡器采用频率为100MHz的低相位噪声恒温晶振。

[0010] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型采用低相位噪声恒温晶振，其具有低相噪以及杂散低的特点，为本实用新型提供了良好的条件。

[0011] 再进一步地，所述滤波器为声表面波滤波器，其1dB带宽小于20MHz，且其400MHz到1GHz的抑制度大于50dB。

[0012] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型采用声表面波滤波器，其具有抗干扰能力强、响应频率平坦以及具有选频特点，其良好的滤波特性能有效实现高杂散抑制度的要求，使相位噪声得到改善。

[0013] 再进一步地，所述第一Σ-Δ调制器包括型号为AD1555的Σ-Δ调制器，所述第二Σ-Δ调制器包括型号为AD1556的Σ-Δ调制器，其中：

[0014] 所述第一Σ-Δ调制器的第2引脚与所述锁相环路的信号输入端连接；

[0015] 所述第一Σ-Δ调制器的第23引脚与所述分频器的信号输出端连接；

[0016] 所述第二Σ-Δ调制器的PAG0引脚与所述锁相环路的信号输入端连接；

[0017] 所述第一Σ-Δ调制器的第10引脚、第11引脚、第12引脚、第13引脚以及第14引脚分别与所述第二Σ-Δ调制器的CB0引脚、CB1引脚、CB2引脚、CB3引脚以及CB4引脚一一对应连接。

[0018] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型中AD1555集成有可编程增益放大器，该器件输出与模拟输入成比例的1密度位流，配合数字滤波器AD1556使用时，可实现带宽为1+kHz的最高性能ADC，它采用连续时间模拟调制器输入架构，无需外部抗混叠滤波器，可编程增益前端可简化系统设计，扩展动态范围，并缩小该频率合成器的面积。

[0019] 再进一步地，所述锁相环路包括由鉴相器、环路滤波器以及压控振荡器依次连接形成的环路，其中，所述鉴相器的射频输入端分别与所述滤波器以及第一Σ-Δ调制器的信号输出端连接，所述压控振荡器的信号输出端分别与所述8位可编程调制器、所述放大器以及分频器连接。

[0020] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型采用低噪锁相环有效地降低了杂散，实现了宽带频率合成器的低杂散性能，通过设置环路滤波器滤除锁相芯片输出电压中的高频成分和噪声分量，得到一个压控信号去控制压控荡器的频率输出，解决了装置的复杂，成本高以及体积大的问题，从而有效地降低了功耗高的问题，实现了电路简单的效果，利用分频器，第二Σ-Δ调制器控制第一Σ-Δ调制器的分频比，不仅有效抑制了带宽信号的杂散，还实现了低功耗以及降低了该频率合成器的体积，通过8位编程分频器用于对压控振荡器的输出频率进行分频操作，从而产生0.3到20GHz的载波频率，并通过选取适当增益的放大器，对信号进行放大输出，以实现宽带微波/毫米波收发组件的小型化、频率覆盖通用化、低相噪信号以及改善信号杂散抑制的效果。

[0021] 再进一步地，所述锁相环路的输入参考频率为100kHz-225MHz，输出的射频频率为100MHz-9GHz，其最小频率步进为3Hz。

[0022] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过以上设计能精确校准频率，从而提高通信抗干扰的能力。

[0023] 再进一步地，所述压控振荡器包括NPN型三极管T1、NPN型三极管T2和二极管T3，其中：

[0024] 所述二极管T3的正极接地，所述二极管T3的负极连接电阻R1的一端和电容C1的一端，所述电阻R1的另一端为压控振荡器的信号输入端，并与所述环路滤波器的信号输出端连接；

[0025] 所述三极管T1的基极连接电容C1的另一端，并通过电感L1分别连接电阻R3的一端以及接地电阻R2；所述三极管T1的集电极连接接地电容C3，并通过电感L2分别连接电阻R3的另一端、接地电容C2以及电感L3的一端，电感13的另一端连接电源；所述三极管T1的发射极连接接地电阻R4以及电容C4的一端，电容C4的另一端连接接地电阻R5以及电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接接地电阻R7以及电容C5的一端；

[0026] 所述三极管T2的基极连接电容C5的另一端，并通过电感L4分别连接接地电阻R8以及电阻R9的一端；所述三极管T2的发射极接地；所述三极管T2的集电极连接电容C6的一端，并通过电感L5分别连接电阻R9的另一端、接地电容C7以及电感L6的一端，电感L6的另一端连接电源，电容C6的另一端为压控振荡器的信号输出端，并分别与所述8位可编程调制器、所述放大器以及分频器连接。

[0027] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过以上设计解决了装置的复杂，成本高以及体积大的问题，实现了电路简单的效果。

[0028] 再进一步地，所述分频器包括型号为UA795的集成芯片U1、型号为UA747C的集成芯片U2、型号为UA747C的集成芯片U3、型号为UA747C的集成芯片U4、型号为UA747C的集成芯片U5以及型号为T9094的金属垫片U6，其中：

[0029] 所述芯片U1的第4引脚与二极管D4的负极连接，二极管D4的正极接地，所述芯片U1的第5引脚与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与所述芯片U1的第6引脚连接，所述芯片U1的第10引脚与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与所述芯片U1的第11引脚连接，所述芯片U1的第1引脚与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端分别与电阻R13的一端、电阻R14的一端以及电源连接，电阻R13的另一端分别与所述芯片U1的第12引脚以及所述芯片U3的第1引脚连接，电阻R14的另一端分别与所述芯片U1的第14引脚、电阻R19的一端以及所述芯片U3的第2引脚连接，所述芯片U1的第3引脚与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端分别与滑动变阻器R18的第1固定端以及滑动端连接，滑动变阻器R18的第2固定端接地，所述芯片U1的第13引脚与接地电阻R16连接；所述芯片U3的第1引脚分别与电阻R15的一端以及电容C8的一端连接，电容C8的另一端分别与电阻R15的另一端、所述芯片U3的第12引脚以及电阻R21的一端连接，所述芯片U3的第13引脚以及第4引脚分别连接电源；

[0030] 所述芯片U2的第7引脚分别与电容C14的一端、电阻R21的另一端以及电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端为所述分频器的信号输入端，并与电容C6的另一端连接，所述芯片U2的第6引脚与接地电阻R23连接，所述芯片U2的第10引脚分别与电容C14的另一端、电阻R24的一端、电阻R31的一端、场效应晶体管Q1的S极、电阻R26的一端以及场效应晶体管Q2的S极连接，电阻R24的另一端与所述芯片U4的第7引脚连接，所述芯片U4的第6引脚与滑动变阻器R25的滑动端连接，滑动变阻器R25的第1固定端连接电源，滑动变阻器R25的第2固定端接地，所述芯片U4的第10引脚分别与二极管D3的负极以及芯片U6的第1引脚连接，所述芯片U6的第2引脚作为所述分频器的第一信号输出端，并分别与第一Σ-Δ调制器的第一信号输入端、所述芯片U6的第3引脚以及第13引脚连接，所述芯片U6的第6引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极分别与电阻R31的另一端、场效应晶体管Q1的G极连接，所述芯片U6的第5引脚与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极分别与电阻R26的另一端以及场效应晶体管Q2的G极连接，场效应晶体管Q2的D极分别与接地电阻R27以及所述芯片U5的第2引脚连接，所述芯片U6的第4引脚与二极管D3的正极连接，并接地，所述芯片U5的第1引脚分别与电阻R30的一端以及电阻R29的一端连接，电阻R30的另一端与场效应晶体管Q1的D极连接，所述芯片U5的第13引脚与第4引脚分别连接电源，所述芯片U5的第3引脚与滑动变阻器R28的第1固定端连接，滑动变阻器R28的第2固定端与所述芯片U5的第14引脚连接，滑动变阻器R28的滑动端与所述芯片U5的第4引脚连接，所述芯片U5的输出端作为所述分频器的第二信号输出端，并分别与所述第二Σ-Δ调制器的输入端以及电阻R29的另一端连接。

[0031] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过UA795和UA747C构成标准的平方根电路，该电路的输出是输入电压绝对值的正平方根，实现根据输信信号的大小选择输入的通道，其输出信号频率为输入信号频率的一半，为该频率合成器的相位噪声和杂散性能优于倍频方式提供良好的条件。

[0032] 再进一步地，所述放大器包括型号为AD8225放大芯片U7以及型号为AD8225放大芯片U8，其中：

[0033] 所述放大器芯片U7的同相输入端分别与接地电容C9、电容C10的一端以及电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端为放大器电路的信号输入端，并与电容C6的另一端连接，所述放大器芯片U7的反相输入端分别接地电容C11、电容C10的另一端以及电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端分别与接地电容C12以及所述芯片U8的同相输入端连接，所述芯片U8的反相输入端与接地电容C13连接，所述芯片U8的输出端作为所述放大器的信号输出端，并与所述芯片U7的输出端连接。

[0034] 上述进一步方案的有益效果是：本实用新型设置放大器对信号进行放大输出，其具有高精度运算的功能，提高了该频率合成器的的稳定性，以及提高了运算精度，为改善信号杂散抑制提供了良好的条件。附图说明

[0035] 图1为本实用新型的控制结构示意图。

[0036] 图2为本实用新型中压控振荡器的电路图。

[0037] 图3为本实用新型中分频器的电路图。

[0038] 图4为本实用新型中放大器的电路图。

[0039] 图5为本实用新型中第一Σ-Δ调制器和第二Σ-Δ调制器的电路图。

[0040] 其中，1-晶体振荡器，2-滤波器，3-鉴相器，4-环路滤波器，5-压控振荡器，6-放大器，7-分频器，8-第二Σ-Δ调制器，9-8位可编程调制器，10-锁相环路，11-第一Σ-Δ调制器。

具体实施方式

[0041] 下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

[0042] 实施例

[0043] 如图1所示，本实用新型提供了一种低相噪宽带频率合成器，包括晶体振荡器1、滤波器2、锁相环路10、放大器6、分频器7、第二Σ-Δ调制器8、8位可编程调制器9以及第一Σ-Δ调制器11，所述晶体振荡器1与所述滤波器2连接，所述晶体振荡器1与所述滤波器2连接，所述滤波器2与所述锁相环路10的信号输入端连接，所述锁相环路10的信号输出端分别与所述8位可编程调制器9、所述放大器6以及分频器7连接，所述分频器7与第一Σ-Δ调制器11的第一信号输入端以及第二Σ-Δ调制器8连接，所述第一Σ-Δ调制器11的信号输出端与所述锁相环路10的信号输入端连接，所述第一Σ-Δ调制器11的第二信号输入端与所述第二Σ-Δ调制器8连接，所述锁相环路10的信号输入端还与所述第二Σ-Δ调制器8连接。
所述晶体振荡器1采用频率为100MHz的低相位噪声恒温晶振，其具有低相噪以及杂散低的特点，为本实用新型提供了良好的条件。所述滤波器2为声表面波滤波器，其1dB带宽小于
20MHz，且其400MHz到1GHz的抑制度大于50dB。所述第一Σ-Δ调制器11包括型号为AD1555的Σ-Δ调制器，所述第二Σ-Δ调制器8包括型号为AD1556的Σ-Δ调制器，所述第一Σ-Δ调制器11的第2引脚与所述锁相环路10的信号输入端连接；所述第一Σ-Δ调制器11的第23引脚与所述分频器7的信号输出端连接；所述第二Σ-Δ调制器8的PAG0引脚与所述锁相环路10的信号输入端连接；所述第一Σ-Δ调制器11的第10引脚、第11引脚、第12引脚、第13引脚以及第14引脚分别与所述第二Σ-Δ调制器8的CB0引脚、CB1引脚、CB2引脚、CB3引脚以及CB4引脚一一对应连接。所述锁相环路10包括由鉴相器3、环路滤波器4以及压控振荡器5依次连接形成的环路，其中，所述鉴相器3的射频输入端分别与所述滤波器2以及第一Σ-Δ调制器11的信号输出端连接，所述压控振荡器5的信号输出端分别与所述8位可编程调制器9、所述放大器6以及分频器7连接，本实施例中，低噪锁相环有效地降低了杂散，实现了宽带频率合成器的低杂散性能，通过设置环路滤波器滤除锁相芯片输出电压中的高频成分和噪声分量，得到一个纯净的控制电压去控制压控荡器的频率输出，通过压控振荡器，解决了装置的复杂，成本高以及体积大的问题，实现了电路简单的效果，通过第二Σ-Δ调制器产生对分频器和鉴相器相位分频比的小数部分，通过8位编程分频器用于对压控振荡器的输出频率进行分频操作，从而产生0.3到20GHz的载波频率，并通过选取适当增益的放大器，对信号进行放大输出，以实现宽带微波/毫米波收发组件的小型化、频率覆盖通用化、低相噪信号以及改善信号杂散抑制的效果。为实现精确校准频率，从而提高通信抗干扰的能力，所述锁相环路10的输入参考频率为100kHz-225MHz，输出的射频频率为100MHz-9GHz，其最小频率步进为3Hz。

[0044] 如图2所示，解决了装置的复杂，成本高以及体积大的问题，同时实现了电路简单的效果，所述压控振荡器5包括NPN型三极管T1、NPN型三极管T2和二极管T3，其中：所述二极管T3的正极接地，所述二极管T3的负极连接电阻R1的一端和电容C1的一端，所述电阻R1的另一端为压控振荡器5的信号输入端，并与所述环路滤波器4的信号输出端连接；所述三极管T1的基极连接电容C1的另一端，并通过电感L1分别连接电阻R3的一端以及接地电阻R2；所述三极管T1的集电极连接接地电容C3，并通过电感L2分别连接电阻R3的另一端、接地电容C2以及电感L3的一端，电感13的另一端连接电源；所述三极管T1的发射极连接接地电阻R4以及电容C4的一端，电容C4的另一端连接接地电阻R5以及电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接接地电阻R7以及电容C5的一端；所述三极管T2的基极连接电容C5的另一端，并通过电感L4分别连接接地电阻R8以及电阻R9的一端；所述三极管T2的发射极接地；所述三极管T2的集电极连接电容C6的一端，并通过电感L5分别连接电阻R9的另一端、接地电容C7以及电感L6的一端，电感L6的另一端连接电源，电容C6的另一端为压控振荡器5的信号输出端，并分别与所述8位可编程调制器9、所述放大器6以及分频器7连接。

[0045] 如图3所示，所述分频器7包括型号为UA795的集成芯片U1、型号为UA747C的集成芯片U2、型号为UA747C的集成芯片U3、型号为UA747C的集成芯片U4、型号为UA747C的集成芯片U5以及型号为T9094的金属垫片U6，其中：所述芯片U1的第4引脚与二极管D4的负极连接，二极管D4的正极接地，所述芯片U1的第5引脚与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与所述芯片U1的第6引脚连接，所述芯片U1的第10引脚与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与所述芯片U1的第11引脚连接，所述芯片U1的第1引脚与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端分别与电阻R13的一端、电阻R14的一端以及电源连接，电阻R13的另一端分别与所述芯片U1的第12引脚以及所述芯片U3的第1引脚连接，电阻R14的另一端分别与所述芯片U1的第14引脚、电阻R19的一端以及所述芯片U3的第2引脚连接，所述芯片U1的第3引脚与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端分别与滑动变阻器R18的第1固定端以及滑动端连接，滑动变阻器R18的第2固定端接地，所述芯片U1的第13引脚与接地电阻R16连接；所述芯片U3的第1引脚分别与电阻R15的一端以及电容C8的一端连接，电容C8的另一端分别与电阻R15的另一端、所述芯片U3的第12引脚以及电阻R21的一端连接，所述芯片U3的第13引脚以及第4引脚分别连接电源；所述芯片U2的第7引脚分别与电容C14的一端、电阻R21的另一端以及电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端为所述分频器7的信号输入端，并与电容C6的另一端连接，所述芯片U2的第6引脚与接地电阻R23连接，所述芯片U2的第10引脚分别与电容C14的另一端、电阻R24的一端、电阻R31的一端、场效应晶体管Q1的S极、电阻R26的一端以及场效应晶体管Q2的S极连接，电阻R24的另一端与所述芯片U4的第7引脚连接，所述芯片U4的第6引脚与滑动变阻器R25的滑动端连接，滑动变阻器R25的第1固定端连接电源，滑动变阻器R25的第2固定端接地，所述芯片U4的第10引脚分别与二极管D3的负极以及芯片U6的第1引脚连接，所述芯片U6的第2引脚作为所述分频器7的第一信号输出端，并分别与第一Σ-Δ调制器11的第一信号输入端、所述芯片U6的第3引脚以及第13引脚连接，所述芯片U6的第6引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极分别与电阻R31的另一端、场效应晶体管Q1的G极连接，所述芯片U6的第5引脚与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极分别与电阻R26的另一端以及场效应晶体管Q2的G极连接，场效应晶体管Q2的D极分别与接地电阻R27以及所述芯片U5的第2引脚连接，所述芯片U6的第4引脚与二极管D3的正极连接，并接地，所述芯片U5的第1引脚分别与电阻R30的一端以及电阻R29的一端连接，电阻R30的另一端与场效应晶体管Q1的D极连接，所述芯片U5的第13引脚与第4引脚分别连接电源，所述芯片U5的第3引脚与滑动变阻器R28的第1固定端连接，滑动变阻器R28的第2固定端与所述芯片U5的第14引脚连接，滑动变阻器R28的滑动端与所述芯片U5的第4引脚连接，所述芯片U5的输出端作为所述分频器7的第二信号输出端，并分别与所述第二Σ-Δ调制器8的输入端以及电阻R29的另一端连接。

[0046] 如图4所示，所述放大器6包括型号为AD8225放大芯片U7以及型号为AD8225放大芯片U8，其中：所述放大器芯片U7的同相输入端分别与接地电容C9、电容C10的一端以及电阻R32的一端连接，电阻R32的另一端为放大器电路5的信号输入端，并与电容C6的另一端连接，所述放大器芯片U7的反相输入端分别接地电容C11、电容C10的另一端以及电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端分别与接地电容C12以及所述芯片U8的同相输入端连接，所述芯片U8的反相输入端与接地电容C13连接，所述芯片U8的输出端作为所述放大器6的信号输出端，并与所述芯片U7的输出端连接。

[0047] 如图5所示，所述第一Σ-Δ调制器10包括型号为AD1555的Σ-Δ调制器，，所述第二Σ-Δ调制器8包括型号为AD1556的Σ-Δ调制器，AD1555内含一个可编程增益放大器(programmable gain amplifier,PGA)，该器件在技术上采用模拟输入线性输出方式，它与AD1556数字滤波器/抽样器结合使用可构成一款高性能的模数转换器。由于使用了连续时间模拟调制器，因此，它们不需要外部去阶梯滤波器。此外，采用可编程增益前后简化系统的设计方法还扩大了动态范围，减小了电路板的面积。AD1556是一个线性低通FIR数字滤波器，它取AD1555的输出位流进行过滤和抽样。由于AD1556使用一个用户可选择的7档滤波器，因而具有7种不同的抽样率，其范围从1/16～1/1024，AD1556滤波器可取得的最大带宽平坦度为±0.05dB，最大输出带宽衰叛乱为-135dB，其带宽频率和-3dB频率分别是输出字率的37.5％和41％，AD1556所产生的噪声，甚至由于字截断产生的噪声都可能对AD1555/AD1556芯片的动态范围造成微小的影响。本实施例中，AD1555集成有可编程增益放大器，该器件输出与模拟输入成比例的1密度位流，配合数字滤波器AD1556使用时，可实现带宽为1+kHz的最高性能ADC。它采用连续时间模拟调制器输入架构，无需外部抗混叠滤波器，可编程增益前端可简化系统设计，扩展动态范围，并缩小该频率合成器的面积.[0048] 本实用新型的工作过程：该频率合成器接收来自晶体振荡器1的时钟信号，并根据所述时钟信号产生一频率间隔可调的鉴相频率信号，并将所述鉴相频率信号传输至滤波器2进行滤波处理，滤除鉴相频率信号中的谐波和杂散信号后将经滤波处理后的信号传输至鉴相器3的参考时钟信号输入端口，所述鉴相器3用于将来自分频器7和晶体振荡器1的信号进行相位比较，并输出压控信号，所述压控信号经环路滤波器4滤波后输入至压控振荡器5的压控端口，压控信号控制压控振荡器5输出的射频信号的频率，通过由鉴相器3，环路滤波器4和压控振荡器5构成的锁相环路10使压控振荡器5的输出频率稳定，所述锁相环路10的输入参考频率为100kHz-225MHz，输出的射频频率为100MHz-9GHz，其最小频率步进为3Hz，能精确校准频率，从而提高通信抗干扰的能力，其中，所述环路滤波器4具有低通滤波功能，能让压控信号中的低频成分通过，同时抑制高频成分，使得经过环路滤波器4滤波后的压控信号为能够控制压控振荡器5的低频模拟电平信号。分频器7的输入端与压控振荡器5的输出端连接，用于将压控振荡器5的输出信号进行分频操作，分频器7的输出端与第一Σ-Δ调制器11的输入端连接，向所述第一Σ-Δ调制器11输入分频后的信号，所述第一Σ-Δ调制器11第一信号输出端与所述鉴相器3的射频信号输入端连接，并将分频后的信号与晶体振荡器1的信号进行滤波和鉴相处理，所述第一Σ-Δ调制器11的第二信号输入端与第二Σ-Δ调制器8连接，第二Σ-Δ调制器8与所述鉴相器3连接，所述第二Σ-Δ调制器8的调制阶数通过编程控制，其用于产生对第一Σ-Δ调制器11和鉴相器3相位分频比的小数部分，利用分频器7，第二Σ-Δ调制器8控制第一Σ-Δ调制器11的分频比，不仅有效抑制了带宽信号的杂散，还实现了低功耗以及降低了该频率合成器的体积。8位可编程调制器9通过外部TTL电平控制信号对压控振荡器5的输出频率进行分频操作，从而产生0.3到20GHz的载波频率，其分频比可以通过外部控制端进行编程操作，压控振荡器5输出的信号作为经放大器6进行放大，放大后的信号作为该频率合成器的宽带信号。

[0049] 本实用新型通过以上设计实现了宽带微波/毫米波收发组件的小型化、频率覆盖通用化，以及有效地提高了信号的相噪，改善了信号的杂散抑制。解决了现有频率合成器中信号相噪高、杂散不好、体积大以及功耗高的问题。

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