采用頻率合成技術(shù)設(shè)計頻譜分析儀的本振信號源.pdf

1、頻譜分析技術(shù)是現(xiàn)代射頻和微波領(lǐng)域非常重要的分析方法，頻譜分析儀成為研發(fā)和工程領(lǐng)域最常見和最重要的測試儀器，手持頻譜分析儀由于體積小、攜帶方便、性能優(yōu)異更成為現(xiàn)場安裝和維護、頻率監(jiān)測、移動通信等領(lǐng)域的首選。
　　在現(xiàn)代頻譜分析儀的設(shè)計中,大都采用超外差技術(shù),因此它的本地振蕩信號、特別是第一本地振蕩信號，直接決定了頻譜分析儀的性能。隨著現(xiàn)代無線電技術(shù)的發(fā)展，對測試的要求越來越高，對于頻譜分析儀的本振信號，普通的頻率穩(wěn)定技術(shù)已經(jīng)很難滿足

2、要求，而采用鎖相環(huán)PLL(Phase locked loop)技術(shù)卻可以極大地改善本振信號的相位噪聲性能，從而提高頻譜分析儀的測試性能。因此在現(xiàn)代頻譜分析儀的設(shè)計中，大都采用鎖相環(huán)技術(shù)來設(shè)計本振信號源。
　　鎖相環(huán)技術(shù)是一種比較新穎的技術(shù)，通過采用這種技術(shù)，振蕩器的輸出信號的頻率和相位可以同步鎖定在參考信號上，從而有效地改善了振蕩信號的相位噪聲特性，獲得良好的頻率穩(wěn)定度和分辨率。
　　鎖相環(huán)電路從簡單到復(fù)雜，形式多種多樣，但

3、都包含幾個基本部分：輸入?yún)⒖夹盘枴㈣b相器、環(huán)路濾波器、振蕩器、反饋環(huán)路（部分電路包含頻率分頻器）等幾部分，本文詳細介紹了鎖相環(huán)電路的基本方程、各部分電路對整個環(huán)路噪聲的影響等，對于更接近實際的應(yīng)用，介紹了分數(shù)分頻鎖相環(huán)(FNPLL)電路的特點和工作原理以及隨著近代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展而興起的直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)的特點及工作原理。對于工作在微波頻段的鎖相環(huán)電路，由于頻率較高，為了達到較好的效果，常采用多環(huán)鎖相環(huán)的電路結(jié)構(gòu)，本文對此也作

4、了相關(guān)的重點介紹。
　　最后，本文仔細探討了設(shè)計一個手持式頻譜分析儀的第一本振信號源：工作在微波頻段（4～8GHz）、采用DDS電路作可變參考的、多個PLL環(huán)路結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)電路，通過外部輸入一個高精度參考信號，控制一個寬頻率范圍的壓控振蕩器VCO（Voltage control oscillator），從而獲得較好相位噪聲性能的本地振蕩信號；此外，還要求控制相對簡單，低功耗。文中給出了具體鎖相環(huán)電路的工作原理，電路仿真計算結(jié)果以及