一般來說,點頻信號源由三部分組成:
參考源部分:決定整個信號源頻率穩(wěn)定度;
頻率合成部分:決定輸出信號頻率參數(shù);
輸出功率控制部分:決定輸出信號功率參數(shù)
信號源組成框圖
合成滿足各項指標(biāo)要求信號的技術(shù)稱為頻率合成技術(shù),對信號頻率進行合成的方式主要有三種:
直接頻率合成
利用振蕩器直接輸出要求的頻率信號,晶體振蕩器因其Q值高而得到廣泛應(yīng)用,采用恒溫晶振和穩(wěn)補晶振可進一步提高其頻率穩(wěn)定度。主要應(yīng)用于單點頻率信號合成。
間接頻率合成
利用PLL鎖相環(huán)進行頻率合成,其特點是可輸出寬頻率范圍信號,頻率變化步進較小,頻率跳變速度較快。但存在頻率變化步進和相噪指標(biāo)相矛盾的缺點。PLL間接頻率合成是頻率合成的主要方式。
直接數(shù)字合成(DDS)
利用數(shù)字技術(shù)進行信號波形合成,其特點是輸出頻率步進指標(biāo)很高,頻率跳變速度很快,但輸出頻率范圍較窄。
信號源頻率合成技術(shù)及其優(yōu)缺點
直接頻率合成技術(shù)原理框圖如下圖所示。采用溫補晶振和恒溫晶振可以提高晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。
直接頻率合成原理框圖
間接頻率合成技術(shù)原理框圖如下圖所示。鎖相環(huán)由鑒相器;環(huán)路濾波器;壓控振蕩器(VCO);分頻器等組成。
從頻率關(guān)系上分析,PLL相當(dāng)于一個倍頻器:PLL輸出信號頻率變化步進為其鑒相器工作頻率。
如果要求頻率變化步進越小,鑒相頻率相應(yīng)變小,而要保證輸出頻率值則N值相應(yīng)變大。較小的鑒相頻率會使PLL環(huán)路帶寬相應(yīng)減小,從而使PLL動態(tài)性能(頻率跳變速度)變壞。
間接頻率合成原理框圖
對PLL輸出信號的相位噪聲指標(biāo)進行分析。
對參考源,PLL 為低通特性,帶寬為環(huán)路帶寬。PLL輸出相噪是參考信號相噪按N倍頻惡化。N越大,PLL輸出相噪指標(biāo)越差。在環(huán)路帶寬外,PLL輸出相噪由VCO 決定。
鎖相環(huán)輸出相位噪聲指標(biāo)
提高PLL輸出信號相位噪聲指標(biāo)的原則是減小分頻比N,通過采用多鎖相環(huán)和小數(shù)分頻技術(shù)可以實現(xiàn)以上目的。
改善PLL輸出信號相噪的方法
直接數(shù)字頻率合成DDS是隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的新技術(shù),原理框圖如下圖所示。DDS由相位累加器;ROM 表;DAC;低通濾波器組成。
DDS直接數(shù)字合成技術(shù)原理框圖
信號源利用ALC(自動電平控制)技術(shù)來保證輸出信號的幅度。大范圍幅度調(diào)整由衰減器完成。
信號源輸出信號功率的控制
點頻信號源的應(yīng)用:
系統(tǒng)本振:
–相位噪聲
–頻率精度
器件失真性能測試
–雜散
–三階失真
接收機測試:
–調(diào)制方式
–幅度精度
–雜散性能
一般點頻信號源都有掃描的功能,包括:頻率掃描功能和功率掃描功能。
頻率掃描有2種方式:步進掃描和列表掃描。頻率掃描需要關(guān)注:電平精度,平坦度,源匹配。
步進掃描需要關(guān)注:精度,掃描點數(shù),切換時間。列表掃描需要關(guān)注:精度,切換時間,停留時間。
功率掃描需要關(guān)注:功率掃描范圍,功率斜率范圍,源匹配。功率掃描通過:自動電平控制ALC,ALC檢測器,ALC驅(qū)動器和ALC調(diào)制器配合完成。
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