本發(fā)明屬于微波低噪聲頻率合成器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低噪聲低功耗點(diǎn)頻源的合成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

微波高頻段點(diǎn)頻信號源廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、對抗、通信、測試儀器儀表等領(lǐng)域設(shè)備，主要起到微波系統(tǒng)上、下變頻器、正交調(diào)制解調(diào)器的混頻本振功能以及寬帶頻率合成器的合成頻標(biāo)功能。

現(xiàn)有技術(shù)中的點(diǎn)頻源從形成途徑上可以通過微波直接振蕩、倍頻濾波放大、綜合直接合成、分頻鎖相合等方法實(shí)現(xiàn)，而這些不同的實(shí)現(xiàn)方法都存在不同程度的應(yīng)用局限性，微波直接振蕩法電路結(jié)構(gòu)雖然簡單，但穩(wěn)定度差，不能滿足雷達(dá)及高穩(wěn)定度測試系統(tǒng)的使用要求；倍頻濾波放大法、綜合直接合成法的合成系統(tǒng)存在設(shè)備量大、功耗大的缺陷，分頻鎖相合成法也存在電路附加噪聲過大的缺點(diǎn)，因此亟需提出一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，且能夠產(chǎn)生低噪聲低功耗點(diǎn)頻源的合成系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種低噪聲低功耗點(diǎn)頻源的合成系統(tǒng)，本發(fā)明能夠產(chǎn)生低噪聲低功耗8GHz點(diǎn)頻源，且結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施：

一種低噪聲低功耗點(diǎn)頻源的合成系統(tǒng)包括接口匹配電路、取樣鑒相電路、環(huán)路濾波電路、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路、隔離器輸出電路、電壓積分比較電路以及輔助振蕩三角波電路，所述接口匹配電路的輸入端連接輸入信號，接口匹配電路的輸出端、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路的輸出端均連接取樣鑒相電路的輸入端，所述取樣鑒相電路的輸出端連接環(huán)路濾波電路的輸入端，所述環(huán)路濾波電路的輸出端連接電調(diào)介質(zhì)振蕩電路的輸入端、電壓積分比較電路的輸入端，所述電調(diào)介質(zhì)振蕩電路的輸出端連接隔離器輸出電路的輸入端，所述輔助振蕩三角波電路的一個(gè)輸出端連接環(huán)路濾波電路的輸入端，輔助振蕩三角波電路的另一個(gè)輸出端用于輸出故障檢測的BITE電平，所述電壓積分比較電路的輸出端輸出狀態(tài)指示信號。

優(yōu)選的，所述取樣鑒相電路包括第一電容，所述第一電容的一端連接接口匹配電路的輸出端，第一電容的另一端連接第一放大器輸入端，所述第一放大器輸出端分別連接第一電感的一端以及第二電容的一端，所述第一電感的另一端分別連接第一電阻的一端以及第三電容的一端，所述第一電阻的另一端分別連接第四電容的一端、第五電容的一端以及第二電感的一端，所述第二電感的另一端連接電源，所述第三電容的另一端、第四電容的另一端、第五電容的另一端均接地，所述第二電容的另一端連接第一濾波器的輸入端，所述第一濾波器的輸出端連接第二濾波器的輸入端，所述第二濾波器的輸出端分別連接第二電阻的一端、第一變壓器的一個(gè)輸入端，所述第二電阻的另一端、第一變壓器的另一個(gè)輸入端均接地，所述第一變壓器的一個(gè)輸出端連接第六電容的一端、第七電容的一端，第一變壓器的另一個(gè)輸出端連接第八電容的一端、第七電容的另一端，第一變壓器的抽頭端連接第三電阻的一端，所述第六電容的另一端分別連接第四電阻的一端以及鑒相器的第一輸入端，第八電容的另一端連接第五電阻的一端以及鑒相器的第二輸入端，所述第三電阻的另一端、第四電阻的另一端、第五電阻的另一端均接地，所述鑒相器的第一輸出端連接第十一電阻的一端，所述第十一電阻的另一端連接第十五電容的一端、第十二電阻的一端、第十一電容的一端、第十電阻的一端以及環(huán)路濾波電路的輸入端，所述第十電阻的另一端連接鑒相器的第二輸出端，所述鑒相器的第三輸入端連接第七電阻的一端以及第十三電容的一端，所述第七電阻的另一端分別連接第九電容的一端、第十電容的一端、第六電阻的一端、第八電阻的一端以及電源，所述第六電阻的另一端連接第五電感的一端，所述第五電感的另一端連接第十二電容的一端以及穩(wěn)壓器的輸出端，所述穩(wěn)壓器的輸入端連接第十六電容的一端以及電源，所述第十六電容的另一端、第十二電容的另一端、第九電容的另一端、第十電容的另一端、第八電阻的另一端均接地；所述第十三電容的另一端連接第九電阻的一端，所述第九電阻的另一端連接第十四電容的一端，所述第十四電容的另一端分別連接第三電感的一端以及第二放大器的輸出端，所述第二放大器的輸入端連接第十九電容的一端，所述第十九電容的另一端連接電調(diào)介質(zhì)振蕩電路的輸出端，第三電感的另一端連接第十三電阻的一端，所述第十三電阻的另一端分別連接第十七電容的一端、第十八電容的一端、第四電感的一端，所述第十七電容的另一端、第十八電容的另一端均接地，所述第四電感的另一端連接電源。

優(yōu)選的，所述輔助振蕩三角波電路包括第一芯片，所述第一芯片的型號為OP47GS，所述第一芯片的引腳1、引腳2均連接第十六電阻的一端，所述第十六電阻的另一端連接第十五電阻的一端，所述第十五電阻的另一端連接第十七電阻的一端、第二十一電阻的一端以及第一芯片的引腳10，所述第十七電阻的另一端連接第一芯片的引腳6、引腳7，第一芯片的引腳3連接第二十一電容的一端、第十四電阻的兩端、第二十電容的一端、第一芯片的引腳5以及輸入信號，所述第二十一電容的另一端、第二十電容的另一端均接地，所述第二十一電阻的另一端連接第二十電阻的一端以及第一芯片的引腳11，所述第二十電阻的另一端連接第十八電阻的一端以及第十九電阻的一端以及第一芯片的引腳15，所述第十八電阻的另一端連接第二十二電容的一端，所述第二十二電容的另一端、第十九電阻的另一端均連接第一芯片的引腳16以及輸出用于故障檢測的BITE電平，第一芯片的引腳14連接第二十二電阻的一端、第二十三電阻的一端以及第二十五電容的一端，所述第二十五電容的另一端連接電源，所述第二十三電阻的另一端連接第二十四電容的一端以及電源，所述第二十四電容的另一端連接第二十四電阻的一端以及第二十二電阻的另一端，所述第二十四電阻的另一端連接第二十三電容的一端，所述第二十三電容的另一端連接環(huán)路濾波電路的輸入端，所述第一芯片的引腳12連接第二十五電阻的一端、第二十八電阻的一端，所述第二十五電阻的另一端、第二十八電阻的另一端分別連接第二十六電阻的一端、第二十九電阻的一端，所述第二十六電阻的另一端連接第二十七電阻的一端，所述第二十七電阻的另一端連接第二十六電容的一端并接地，第二十六電容的另一端連接第二十九電阻的另一端并連接電源。

進(jìn)一步的，所述第一放大器的芯片型號為美國Sirenza公司生產(chǎn)的SGA-4586，第二放大器的芯片型號為美國Sirenza公司生產(chǎn)的SNA-176，所述第一濾波器和第二濾波器的芯片型號均為美國Mini-Circuits公司生產(chǎn)的LFCN-105。

進(jìn)一步的，所述電壓積分比較電路包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的芯片型號為美國Analog Devices公司生產(chǎn)的OP27GS芯片。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)、本發(fā)明包括接口匹配電路、取樣鑒相電路、環(huán)路濾波電路、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路、隔離器輸出電路、電壓積分比較電路以及輔助振蕩三角波電路，本發(fā)明增加了電調(diào)介質(zhì)振蕩電路，且取樣鑒相電路、環(huán)路濾波電路、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路構(gòu)成鎖相環(huán)路實(shí)現(xiàn)輸出信號的低附加噪聲性能，大大地增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此本發(fā)明能夠產(chǎn)生低噪聲低功耗8GHz點(diǎn)頻源，且結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定。

2)、所述輔助振蕩三角波電路用于產(chǎn)生三角波電壓，與環(huán)路濾波電路之間配合使用，實(shí)現(xiàn)了加電后或環(huán)路失鎖后的輔助捕捉功能；所述環(huán)路濾波電路用于輸出誤差電壓至電調(diào)介質(zhì)振蕩電路，進(jìn)一步提高了鎖相環(huán)路的穩(wěn)定性能。

3)、所述第一放大器的芯片型號為美國Sirenza公司生產(chǎn)的SGA-4586，第二放大器的芯片型號為美國Sirenza公司生產(chǎn)的SNA-176，所述第一濾波器和第二濾波器的芯片型號均為美國Mini-Circuits公司生產(chǎn)的LFCN-105，上述多個(gè)特定型號的部件互相配合，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的最優(yōu)設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的取樣鑒相電路的電路原理圖；

圖3為本發(fā)明的輔助振蕩三角波電路的電路原理圖。

圖中的附圖標(biāo)記含義如下：

10—接口匹配電路 20—取樣鑒相電路 30—環(huán)路濾波電路

40—電調(diào)介質(zhì)振蕩電路 50—隔離器輸出電路 60—電壓積分比較電路

70—輔助振蕩三角波電路

C1～C26—第一電容～第二十六電容

R1～R29—第一電阻～第二十九電阻

L1～L5—第一電感～第五電感

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種低噪聲低功耗點(diǎn)頻源的合成系統(tǒng)包括接口匹配電路10、取樣鑒相電路20、環(huán)路濾波電路30、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40、隔離器輸出電路50、電壓積分比較電路60以及輔助振蕩三角波電路70，所述接口匹配電路10的輸入端連接輸入信號，接口匹配電路10的輸出端、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40的輸出端均連接取樣鑒相電路20的輸入端，所述取樣鑒相電路20的輸出端連接環(huán)路濾波電路30的輸入端，所述環(huán)路濾波電路30的輸出端連接電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40的輸入端、電壓積分比較電路60的輸入端，所述電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40的輸出端連接隔離器輸出電路50的輸入端，所述輔助振蕩三角波電路70的一個(gè)輸出端連接環(huán)路濾波電路30的輸入端，輔助振蕩三角波電路70的另一個(gè)輸出端用于輸出故障檢測的BITE電平，所述電壓積分比較電路60的輸出端輸出狀態(tài)指示信號。

所述取樣鑒相電路20、環(huán)路濾波電路30、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40構(gòu)成鎖相環(huán)路實(shí)現(xiàn)輸出信號的低附加噪聲性能，而且大大地增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

所述電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40實(shí)現(xiàn)8GHz信號輸出的頻率中遠(yuǎn)區(qū)低噪聲性能及電路低功耗性能，采用輔助振蕩三角波電路70實(shí)現(xiàn)輔助環(huán)路的可靠捕捉功能，采用電壓積分比較電路60實(shí)現(xiàn)對環(huán)路輸出頻率與參考輸入頻率鎖定的狀態(tài)指示功能。

如圖2所示，所述取樣鑒相電路20包括第一電容C1，所述第一電容C1的一端連接接口匹配電路10的輸出端，第一電容C1的另一端連接第一放大器輸入端，所述第一放大器輸出端分別連接第一電感L1的一端以及第二電容C2的一端，所述第一電感L1的另一端分別連接第一電阻R1的一端以及第三電容C3的一端，所述第一電阻R1的另一端分別連接第四電容C4的一端、第五電容C5的一端以及第二電感L2的一端，所述第二電感L2的另一端連接電源，所述第三電容C3的另一端、第四電容C4的另一端、第五電容C5的另一端均接地，所述第二電容C2的另一端連接第一濾波器的輸入端，所述第一濾波器的輸出端連接第二濾波器的輸入端，所述第二濾波器的輸出端分別連接第二電阻R2的一端、第一變壓器的一個(gè)輸入端，所述第二電阻R2的另一端、第一變壓器的另一個(gè)輸入端均接地，所述第一變壓器的一個(gè)輸出端連接第六電容C6的一端、第七電容C7的一端，第一變壓器的另一個(gè)輸出端連接第八電容C8的一端、第七電容C7的另一端，第一變壓器的抽頭端連接第三電阻R3的一端，所述第六電容C6的另一端分別連接第四電阻R4的一端以及鑒相器的第一輸入端，第八電容C8的另一端連接第五電阻R5的一端以及鑒相器的第二輸入端，所述第三電阻R3的另一端、第四電阻R4的另一端、第五電阻R5的另一端均接地，所述鑒相器的第一輸出端連接第十一電阻R11的一端，所述第十一電阻R11的另一端連接第十五電容C15的一端、第十二電阻R12的一端、第十一電容C11的一端、第十電阻R10的一端以及環(huán)路濾波電路30的輸入端，所述第十電阻R10的另一端連接鑒相器的第二輸出端，所述鑒相器的第三輸入端連接第七電阻R7的一端以及第十三電容C13的一端，所述第七電阻R7的另一端分別連接第九電容C9的一端、第十電容C10的一端、第六電阻R6的一端、第八電阻R8的一端以及電源，所述第六電阻R6的另一端連接第五電感L5的一端，所述第五電感L5的另一端連接第十二電容C12的一端以及穩(wěn)壓器的輸出端，所述穩(wěn)壓器的輸入端連接第十六電容C16的一端以及電源，所述第十六電容C16的另一端、第十二電容C12的另一端、第九電容C9的另一端、第十電容C10的另一端、第八電阻R8的另一端均接地；所述第十三電容C13的另一端連接第九電阻R9的一端，所述第九電阻R9的另一端連接第十四電容C14的一端，所述第十四電容C14的另一端分別連接第三電感L3的一端以及第二放大器的輸出端，所述第二放大器的輸入端連接第十九電容C19的一端，所述第十九電容C19的另一端連接電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40的輸出端，第三電感L3的另一端連接第十三電阻R13的一端，所述第十三電阻R13的另一端分別連接第十七電容C17的一端、第十八電容C18的一端、第四電感L4的一端，所述第十七電容C17的另一端、第十八電容C18的另一端均接地，所述第四電感L4的另一端連接電源。

如圖3所示，所述輔助振蕩三角波電路70包括第一芯片，所述第一芯片的型號為OP47GS，所述第一芯片的引腳1、引腳2均連接第十六電阻R16的一端，所述第十六電阻R16的另一端連接第十五電阻R15的一端，所述第十五電阻R15的另一端連接第十七電阻R17的一端、第二十一電阻R21的一端以及第一芯片的引腳10，所述第十七電阻R17的另一端連接第一芯片的引腳6、引腳7，第一芯片的引腳3連接第二十一電容C21的一端、第十四電阻R14的兩端、第二十電容C20的一端、第一芯片的引腳5以及輸入信號，輸入信號的頻率為100MHz、幅度為0dBm，所述第二十一電容C21的另一端、第二十電容C20的另一端均接地，所述第二十一電阻R21的另一端連接第二十電阻R20的一端以及第一芯片的引腳11，所述第二十電阻R20的另一端連接第十八電阻R18的一端以及第十九電阻R19的一端以及第一芯片的引腳15，所述第十八電阻R18的另一端連接第二十二電容C22的一端，所述第二十二電容C22的另一端、第十九電阻R19的另一端均連接第一芯片的引腳16以及輸出用于故障檢測的BITE電平，BITE電平形式為TTL電平，第一芯片的引腳14連接第二十二電阻R22的一端、第二十三電阻R23的一端以及第二十五電容C25的一端，所述第二十五電容C25的另一端連接電源，所述第二十三電阻R23的另一端連接第二十四電容C24的一端以及電源，所述第二十四電容C24的另一端連接第二十四電阻R24的一端以及第二十二電阻R22的另一端，所述第二十四電阻R24的另一端連接第二十三電容C23的一端，所述第二十三電容C23的另一端連接環(huán)路濾波電路30的輸入端，所述第一芯片的引腳12連接第二十五電阻R25的一端、第二十八電阻R28的一端，所述第二十五電阻R25的另一端、第二十八電阻R28的另一端分別連接第二十六電阻R26的一端、第二十九電阻R29的一端，所述第二十六電阻R26的另一端連接第二十七電阻R27的一端，所述第二十七電阻R27的另一端連接第二十六電容C26的一端并接地，第二十六電容C26的另一端連接第二十九電阻R29的另一端并連接電源。

所述第一放大器的芯片型號為美國Sirenza公司生產(chǎn)的SGA-4586，第二放大器的芯片型號為美國Sirenza公司生產(chǎn)的SNA-176，所述第一濾波器和第二濾波器的芯片型號均為美國Mini-Circuits公司生產(chǎn)的LFCN-105。

所述電壓積分比較電路60包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的芯片型號為美國Analog Devices公司生產(chǎn)的OP27GS芯片。

具體的，本發(fā)明取100MHz恒溫晶振信號作為參考輸入信號，參考輸入信號經(jīng)過接口匹配電路10將參考信號進(jìn)行幅度整形、頻譜整形以及接口不平衡至平衡轉(zhuǎn)換處理，允許電路在外部輸入信號功率變化范圍內(nèi)變化較大時(shí)也能正常工作，所述參考輸入信號輸入至取樣鑒相電路20實(shí)現(xiàn)微波信號取樣操作，所述取樣鑒相電路20輸出電壓約500mv左右，保證了能夠滿足取樣頻率與工作帶寬的使用要求。由于取樣鑒相電路20、環(huán)路濾波電路30、電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40構(gòu)成鎖相環(huán)路，電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40采用基于變?nèi)荻O管微調(diào)諧的并聯(lián)反饋高Q介質(zhì)諧振振蕩源，調(diào)節(jié)電壓范圍約10V，頻率調(diào)節(jié)范圍約10MHz，其振蕩輸出端經(jīng)過隔離器輸出電路50，大大提高了振蕩器的負(fù)載牽引能力，電調(diào)介質(zhì)振蕩電路40輸出功率為+13dBm，并耦合輸出一路0dBm左右的信號供取樣鑒相電路20使用，所述環(huán)路濾波電路30接收來自取樣鑒相電路20的輸出信號，環(huán)路濾波電路30采用有源低通結(jié)合無源低通濾波器組合應(yīng)用，輸出誤差電壓送至電壓積分比較電路60，所述電壓積分比較電路60產(chǎn)生環(huán)路的鎖定狀態(tài)指示信號輸出，實(shí)現(xiàn)環(huán)路的穩(wěn)定工作，所述環(huán)路濾波電路30，所述輔助振蕩三角波電路70產(chǎn)生周期5ms、幅度12V的對稱三角波電壓，與環(huán)路濾波電路30配合工作實(shí)現(xiàn)加電后或環(huán)路失鎖后的輔助捕捉功能。

綜上所述，本發(fā)明能夠產(chǎn)生低噪聲低功耗8GHz點(diǎn)頻源，其輸出頻率為8GHz，且輸出10MHz范圍內(nèi)頻率可跟蹤；相位噪聲≤-110dBc/Hz@1KHz，≤-115dBc/Hz@10KHz，≤-120dBc/Hz@100KHz，≤-130dBc/Hz@1MHz；雜波抑制≥75dBc；諧波抑制≥20dBc；輸出功率+12dBm±1dB；電流小于200mA(+12V工作)；輸入采用100MHz恒溫晶振參考信號，功率0dBm±5dB，相位噪聲≤-155dBc/Hz@1KHz，本發(fā)明能夠被廣泛地應(yīng)用于微波低噪聲頻率合成器技術(shù)領(lǐng)域。