基于级联偏置锁相环的宽带频率合成技术研究

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1、全各种政＊著口ＴＥＣＨＮ口ＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ１ＥＷＣＥＡＮｕｎｉｖｅｒｓＥＣＴＲＯＮＩＣ３０ｉｔｙＯＦＥＬ±学位论文ｋ硕ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ，參省＼ｉ一＼Ｉ與．解Ｉ‘，＾Ｖ．严Ｈ＼、：；／知獻祕誠．Ｉ论文题环的宽带频率合成技术研究＇目基于级联偏置锁相挙种专化电路与系兼学号２０１３２１０２Ｑ１１Ｑｊ化者姊名郭伟指専教师自包景富教＿ｇｇｍ■独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导

2、师指导下进巧的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成巧，也不包含为获巧电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同Ｘ作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：Ｈ期：年支月＾口命中论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技乂学巧关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允巧论文被查阅和借阅。本人授权电子科技乂学可ｔＵ将学位论

3、文的全■部或部分内容编入巧义数据库进行检崇，可采用影印、缩印或扫描等复制千段保存、汇编学位论文。（化密的学位论文在解密后惦遵守此规定）作者签名：香甘师豁名：ｆ中ｆｅ，含香—Ｈ期；（年令月１引－分类号密级注1UDC学位论文基于级联偏置锁相环的宽带频率合成技术研究（题名和副题名）郭伟（作者姓名）指导教师鲍景富教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电路与系统提交论文日期2016.3.29论文答辩日期2016.4.26学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人

4、注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonWidebandFrequencySynthesisTechnologyBasedonCascadedOffsetPhase-LockedLoopAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CircuitsandSystemsAuthor:GuoWeiAdvisor:Prof.BaoJingfuSchool:SchoolofElectronicEngineer

5、ing摘要摘要频率合成器几乎是所有电子系统都不可缺少的一部分。低相位噪声和高频率分辨率的宽带频率合成器可广泛应用于通信、雷达以及电子测试与测量系统中。基本频率合成技术包括直接模拟频率合成技术、直接数字频率合成技术以及间接锁相环频率合成技术，高性能的宽带频率合成器为了同时实现低相位噪声和高分辨率等指标通常混合使用了多种基本频率合成技术。为了改善宽带频率合成器的相位噪声性能，本文设计了一种级联偏置锁相环结构。通过在锁相环的反馈回路中引入多级混频器级联，完全消除了锁相环反馈回路中的分频器，从而大大降低了环路带宽内的相位噪声。为了验证级联偏

6、置锁相环的优异性能，本文中使用宽带YIG调谐振荡器(YTO)设计了一个测试电路。当参考频率固定为1600MHz时，所设计的级联偏置锁相环鉴相频率固定为25MHz，可实现1950MHz~5225MHz、以50MHz为间隔的66个频率点输出。为了获得1600MHz的点频参考源设计了一个对100MHz恒温晶振(OCXO)输出进行16倍频的倍频链电路。级联偏置锁相环在输出频率为5225MHz时，测试出在带内100kHz频偏处的相位噪声为-118dBc/Hz。为了实现高频率分辨率的目的，本文为级联偏置锁相环设计了一个输出频率范围为1706MH

7、z~1750MHz、频率分辨率小于0.1Hz的参考频率源。当两个模块连接在一起并配以相应的自动配置算法就实现了一个输出频率范围为2106MHz~5670MHz、频率分辨率小于1Hz的宽带频率合成器。参考环路的参考源是16倍频链输出的1600MHz点频信号。在参考环路中，使用混频-分频法改善了直接数字频率合成器(DDS)的杂散性能，使用偏置锁相环的方式改善了相位噪声性能。在参考环输出频率为1728MHz时，测试出相位噪声在带内10kHz和100kHz频偏处分别为-115dBc/Hz和-121dB/Hz。基于级联偏置锁相环的宽带频率合成

8、器在输出频率为2123.125GHz和5GHz时在带内10kHz频偏处分别测试出相位噪声为-113dBc/Hz和-110dBc/Hz。关键词：频率合成，相位噪声，锁相环，级联偏置IABSTRACTABSTRACTFrequencysy