技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 优选地，所述鉴相器与40MHz恒温晶振之间连接有电阻R14，电阻R14与 40MHz恒温晶振之间连接有电容C50，电容C50的一端接地；所述电阻R14与鉴相器之间连接有电容C54和电阻R16，电容C54的一端接地，电阻R16的一端与电容C52的一端连接，电容C52的另一端接地。该外围电路为“环路
滤波器”起到维持环路稳定性、控制环路带内外噪声、抑制参考边带杂散干扰等重要作用，是PLL频率合成器设计的关键。每一个频率源都有一个
环路滤波器，但具体的值不同。输出有一个π型衰减器R6、R7、R8组成可以调节参考输出信号的幅度，输出端从C18到C28之间的所有集总参数器件组成一个滤波器可以调节参考输出信号的谐波和相位。本发明输出的是一种参考信号（也是频率源的一种），它代替了现有技术频率源的单独晶振。实现输出信号的可靠性。
[0015] 本发明的有益效果是: 当整个电路处于高低温强振动时，40M晶振出现偏移现象，在鉴相器ADF4001内部进行相位比较产生的电压经过C50、C52、C54、R14、R16加在40MHz晶振的控制端，40MHz晶振控制端电压发生变化，然后将偏移后的频率拉回40MHz频点，使整个频率源电路保持稳定。本方案能输出超低相噪的参考信号，而且避免在高低温强振动时由于参考信号的偏移引起频率源的失锁、频率源本身频率偏移等现象。也可以更好的改善在恶劣环境下频率源输出高频信号的
相位噪声。
附图说明
[0016] 图1为现有技术中常用的锁相环频率源；图2为本发明的原理
框图；
图3为本发明的电路原理图；
图4为本发明中输出3.3V电压的稳压电源；
图5为本发明中输出5V电压的稳压电源。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图及较佳
实施例详细说明本发明的具体实施方式，一种高稳定性频率源，如图2和图3所示，包括鉴相器D1、单片机D2、10MHz恒温晶振U13、40MHz恒温晶振U10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U9、U12。
[0018] 其中，鉴相器D1采用芯片ADF4001，单片机D2采用PIC12C508A(40), 10MHz恒温晶振U13采用OC20H5DW5-10MHz，40MHz恒温晶振U10采用OC20S5DT50-40MHz，稳压电源U9采用芯片REG113NA-5，稳压电源U12采用芯片MAX8510-3.3。
[0019] 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。10MHz恒温晶振1端口接地，2端口接电源，3端口悬空，4端口接电感L35和电容E17，所述10MHz恒温晶振的输出5端口接电阻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（即鉴相器D1的第8端口），所述电阻R21和电阻R20的另一端分别接地。
[0020] 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（具体为40MHz恒温晶振的输出端通过电容C70与功分器的第6管脚连接，功分器的第1管脚和第2管脚分别接地，第3管脚作为输出端，第4管脚通过电容C56接鉴相器的第6管脚）。所述鉴相器与40MHz恒温晶振之间连接有电阻R14，电阻R14与 40MHz恒温晶振之间连接有电容C50，电容C50的一端接地；所述电阻R14与鉴相器之间（具体为鉴相器的第2管脚）连接有电容C54和电阻R16，电容C54的一端接地，电阻R16的一端与电容C52的一端连接，电容C52的另一端接地。
[0021] 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，第2管脚，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（第3管脚）输出，依次经过电容C18、电感L23、电感L25、电感L27、电感L29、电感L7、电容C28、电阻R6、电容C17，所述电感L23、电感L25之间通过电容C38接地，电感L25、电感L27之间通过电容C39接地，电感L27、电感L29之间通过电容C40接地，电感L29、电感L7之间通过电容C7接地，C28和电阻R6之间欧诺个过电阻R7接地，电阻R6和电容C17之间通过电阻R8接地。
[0022] 当整个电路处于高低温强振动时，40M晶振出现偏移现象，在鉴相器ADF4001内部进行相位比较产生的电压经过C50、C52、C54、R14、R16加在40MHz晶振的控制端，40MHz晶振控制端电压发生变化，然后将偏移后的频率拉回40MHz频点，使整个频率源电路保持稳定。本方案能输出超低相噪的参考信号，而且避免在高低温强振动时由于参考信号的偏移引起频率源的失锁、频率源本身频率偏移等现象。也可以更好的改善在恶劣环境下频率源输出高频信号的相位噪声。
[0023] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
