一种低杂散低相噪频率源的设计与实现
2022年电子技术应用第7期
程建斌1，钟耀霞2
1.中科芯集成电路有限公司，江苏 无锡214072；2.电子科技大学成都学院，四川 成都611731
摘要： 为了降低频率综合器的相噪和复杂度，提出了一种新的低相噪频率综合器的设计方法。它利用谐波发生器产生低相噪的高频信号，同时采用集成压控振荡器的频率合成器芯片LMX2820来直接产生输出信号和反馈信号，反馈信号和低相噪高频混频后产生低频的反馈信号，通过这种内置混频来降低分频值的方式来实现低相噪。采用该方法实现的13.75 GHz~16.25 GHz(不包含15 GHz)频率合成器，其相噪指标优于-102 dBc/Hz@1kHz。
中圖分類號： TN721
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212327
中文引用格式： 程建斌，鐘耀霞. 一種低雜散低相噪頻率源的設計與實現[J].電子技術應用，2022，48(7)：114-117，139.
英文引用格式： Cheng Jianbin，Zhong Yaoxia. Design and implementation of a low phase noise frequency synthesizer[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(7)：114-117，139.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212327
中文引用格式： 程建斌，鐘耀霞. 一種低雜散低相噪頻率源的設計與實現[J].電子技術應用，2022，48(7)：114-117，139.
英文引用格式： Cheng Jianbin，Zhong Yaoxia. Design and implementation of a low phase noise frequency synthesizer[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(7)：114-117，139.
Design and implementation of a low phase noise frequency synthesizer
Cheng Jianbin1，Zhong Yaoxia2
1.China Key System & Integrated Circuit Co.，Ltd.，Wuxi 214072，China； 2.Chengdu College of University of Electronic Science and Techhology of China，Chengdu 611731，China
Abstract： In order to reduce the phase noise and complexity of the frequency synthesizer, a new design method of low phase noise frequency synthesizer is proposed in this paper. It uses the harmonic generator to generate the high-frequency signal with low phase noise. At the same time, the frequency synthesizer chip LMX2820 integrating the voltage controlled oscillator is used to directly generate the output signal and feedback signal. The feedback signal and low-phase noise high-frequency mixing generate the low-frequency feedback signal, Low phase noise is achieved by reducing the frequency division value through this built-in mixer. The phase noise index of the frequency source of 13.75 GHz~16.25 GHz(excluding 15 GHz) is better than -102 dBc/Hz@1kHz.
Key words : frequency synthesizer；low phase noise；harmonic generator；built-in mixer
0 引言
隨著微波通信技術的快速發展，對接收機的靈敏度要求越來越高，作為各類接收機的心臟，頻率源需要為其提供高性能的本振信號，它的相位噪聲指標成為制約接收機性能的關鍵因素之一。為了改善頻率源的相噪，國內外很多公司和科研機構開展了很多這方面的研究，也提出了各種有效的方法。這些方法有的從構成鎖相環的相位噪聲來源直接分析[1-2]，更多的從實現方式來分析，包括新型直接合成[3]、DDS和鎖相環芯片混合技術[4]、自偏置[5]、諧波混頻[6]、新型多級自諧波混頻[7]和級聯式偏置[8]、混頻環[9]等。這些方法要么采用直接合成，方案復雜且體積大；要么是針對寬帶低相噪系統的，方案實現起來比較復雜，而且價格高，面對一些特殊的應用會造成系統的復雜度提高。基于某些特定應用環境，本文設計了一種可用于頻率間隔固定的低相噪頻率源，利用最新的低相噪合成器芯片，同時采用諧波發生器產生低相噪的固定射頻信號來參與混頻，最終降低頻率源的反饋分頻比的方法來改善相噪。對采用該方法設計的頻率源的相噪指標進行了測試，經過對比測試指標和理論指標，證明該設計方法符合要求，可以在滿足特定要求的場合使用。
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作者信息：
程建斌1，鐘耀霞2
(1.中科芯集成電路有限公司，江蘇 無錫214072；2.電子科技大學成都學院，四川 成都611731)
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