现代频率综合技术ppt电子课件教案第二章频率合成系统指标

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1、现代频率综合技术40学时2学分合成器设计主要指标输出频率范围频率步进频率稳定度输出杂散相位噪声频率切换时间方案复杂度不一样，最后成本、尺寸、重量、功耗就不同。发射机接收机第2部分频率合成器系统分析无相位噪声，无切换时间要求；-60dB杂散用合适的混频频率实现。频率范围：步进：1KHz，稳定度：10-8/天第2部分频率合成器系统分析同上要求：切换时间：5ms第2部分频率合成器系统分析步进：100Hz，稳定度：10-12/天杂散：-90dB2.1杂散输出杂散以幅度或频率调制显示存在，原因：外部辐射进入系统系统内部互相影响频率合成过程中产生的不需要频率杂散信号可以产生频率或相位偏移，从而影响合成器系

2、统稳定度。AM、PM、FM是基础。第2部分幅度调制第2部分频率合成器系统分析—调频结论：1.载波与FM边带的频率间隔不变2.边带电平提高了20lgndB应用：PLL倍频杂散信号第2部分频率合成器系统分析—混频器的互调分量混频器：平移、拓宽频率步进产生部分的窄带范围到一个需要的合成器输出频带。它是一个非线性器件。使用混频器时，需要考虑如何选取w1，w2以及滤波器，使杂散达到系统要求。第2部分频率合成器系统分析—混频器输出杂散第2部分频率合成器系统分析—混频器杂散电平第2部分频率合成器系统分析—混频器第2部分频率合成器系统分析—混频器输出频谱对滤波器要求提高滤出：1.窄带PLL滤出这些杂散信号；2

3、.选择其他混频频率。F1=70MHz-70HzF1=90MHz+90HzF0第2部分频率合成器系统分析—倍频器杂散分析第2部分频率合成器系统分析—倍频器杂散分析(1)双音信号第2部分频率合成器系统分析—倍频器杂散分析◆上图2倍频器◆边带电平提高了20lgndB3.分频器中的杂散信号分频过程中产生的杂散信号由某个特定的电路产生输入输出关系如图2.16，看提供70dB隔离合成过程中的杂散分析FM进入分频器，边带抑制20lgNdB第2部分频率合成器系统分析—分频器杂散信号AM/PM:输入信号的包络变化转换为他们输出的相位变化，即电路的相位特性（或延迟）由输出信号的瞬时幅度决定（P54）。发生AM/

4、PM转换的电路：限幅器、混频器、电压调节、滤波器、变容管倍频器等。第2部分频率合成器系统分析—AM/PM第2部分频率合成器系统分析—AM/PM第2部分频率合成器系统分析—电调滤波器的AM/PM特性例：（1）二极管混频器，P55（2）压控滤波器（电调滤波器），P568.测量杂散输出的技术主要考虑两个问题：1.测量信号动态范围2.频率分辨率<10HzFig2.30第2部分频率合成器系统分析—杂散测量(频谱分析仪）第2部分频率合成器系统分析—相位噪声信号通过电子电路，其噪声频谱会改变。研究各种电路所表现出来的相位噪声普通特性、功率电平和频率分布。频谱包络不对称的原因：A（t）、θ（t）同时存在，视大

5、信号为干扰，采用小信号分析方法，见P66。频率稳定度的定义。1.频率源的稳定度---时域、频域。第2部分频率合成器系统分析—相位噪声FM噪声谱分析：视为一个以频率ΔB为中心，频偏与fm处频谱幅度成正比的正弦频率调制信号产生的，P67。思考:fm<10Hz,如何测试？时域中的频率稳定度？艾伦方差（自学）2.噪声类型f<5Hz:1/f噪声；F>5Hz:散粒噪声、热噪声散粒噪声：与电流波动有关。热噪声：自由电子随机热运动（交流电压）与频率无关，室温下：高斯分布高斯分布确定某器件为满足S/N的最小功率电平：1/f噪声：接触噪声、剩余噪声、闪烁噪声。与半导体接触表面不平整有关，介质传导中的波动产生第2部

6、分频率合成器系统分析—振荡器相位噪声模型①模型组成（如图2.34所示）②内部噪声引入缓冲放大器引入③振荡器噪声源：（a）噪声（b）加性噪声项④噪声谱如图2.35所示a.解释图中曲线下降趋势9dB→6dB→0dBb.不同振荡器fa值不同(表2.3)⑤VCO,值较大由压控端引起的FM噪声.其中1个现象：非线性调谐元件引起振荡器高、低两端相位噪声差异（如图2.37）例：某VCO,,,测得其等效电阻,在常温下：等效峰值相位偏移同理，振荡器相位噪声频谱图振荡器相位噪声频谱转折频率UHF振荡器相位噪声频谱第2部分频率合成器系统分析—放大器和倍频器中的相位噪声⑴放大器是n=1的倍频器，残余噪声1HZ～5KH

7、Z,变化⑵内部噪声热噪声﹥5KHZ，⑶外部噪声：20lgn变化，第2部分频率合成器系统分析—分频器中的相位噪声分频器相位噪声频谱分频器的相位噪声改善⑴改善20lgN⑵图2.40，注意受后面放大器噪声限制.振荡器相位噪声改善（晶体滤波）总之：系统设计是一个噪声优化的过程，晶体滤波器、PLL都可以改善某些情况下相位噪声。第2部分频率合成器系统分析—相位噪声的测试技术相位噪声测试(利用倍频提高分析仪的动