P波段小步進(jìn)頻率合成器的研制
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2．2 鎖相模塊設(shè)計(jì)
這部分是整個(gè)頻率綜合器的核心，它以10MHz為頻率步進(jìn)產(chǎn)生我們所需的射頻信號(hào)，并在環(huán)路內(nèi)實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻，頻率捷變直接VCO等功能。
QPE3336集成了VCO分頻，參考分頻和鑒相等功能，它的VCO輸入信號(hào)頻率的典型值可達(dá)3GHz，它具有高的鑒相增益，Kφ=0．403V／Rad，低的相噪基底，可達(dá)-150dBc／Hz@20kHz，寬的動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)。它的控制接口采用16位并行總線，均為TTL／CMOS電平，并設(shè)有失鎖指示，44腳PLCC封裝，體積小，是理想的數(shù)字鎖相環(huán)芯片。
PE3336的控制接口包括了4位參考分頻值輸入R0～R3，12位VCO分頻值輸入，其中M0～M3，為分頻值個(gè)位輸入，A0～A6，為分頻值十位輸入，PREEN是控制VCO的分頻值是否超過128。
PE3336用于PLL頻率綜合器的系統(tǒng)框圖如圖2所示。
用PE3336芯片組成的頻率合成器還應(yīng)包括低通濾波器、壓控振蕩器等。如圖(2)所示，簡(jiǎn)單介紹如下：
(1)低通濾波器
低通濾波器采用有源濾波器，為防止鑒相泄漏，加上了預(yù)濾波器，如圖3所示。
根據(jù)PLL理論可知，R1、R2、C、Cc與環(huán)路帶寬ωn，環(huán)路阻尼因子號(hào)，VCO的壓控靈敏度KVCO，鑒相增益Kφ，及分頻比N的關(guān)系有：
環(huán)路帶寬ωn的選取要綜合考慮環(huán)路的相位噪聲，頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間和運(yùn)算放大器的工作帶寬。在此，我們?chǔ)豱=300kHz，阻尼因子號(hào)取在1～2之間，取定這些參數(shù)則有源濾波器的元件參數(shù)就可以確定了。
(2)調(diào)頻工作原理
在PE3336主鎖相環(huán)內(nèi)進(jìn)行調(diào)頻的工作原理如圖4所示。頻率調(diào)制是由調(diào)制信號(hào)電壓UΩ加在壓控振蕩器的控制端，利用載波跟蹤環(huán)而實(shí)現(xiàn)的。
由鎖相環(huán)理論可以知道，為實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻必須使環(huán)路等效低通濾波器帶寬小于最低調(diào)制頻率Ωmin，在本系統(tǒng)中調(diào)制信號(hào)最低頻率為200Hz，因此需將原300KHz的環(huán)路帶寬降到100Hz以下。故采用了一個(gè)選擇開關(guān)，當(dāng)不調(diào)頻時(shí)環(huán)路帶寬為300kHz，當(dāng)選擇調(diào)頻時(shí)環(huán)路帶寬變?yōu)?00Hz。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
通過對(duì)頻率源的測(cè)試得出如下結(jié)論：
頻率范圍：0．5～1GHz
頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間：
正常工作模式下：6～10μs
直接VCO模式下：≤2μs
置頻步長(zhǎng)(或頻率分辨率)：
正常工作模式下：在頻率范圍內(nèi)大步進(jìn)為10MHz～500MHz，
小步進(jìn)為0．5MHz。
直接VCO模式下：≤1％的波段中心頻率
頻率穩(wěn)定度：
正常工作模式下，優(yōu)于1×10-7／日
直接VCO模式下，優(yōu)于1×10-5／日
相位噪聲： -85dBc／Hz@10KHz～-80dBc／Hz@10kHz
諧波電平抑制：優(yōu)于-25dBc～30dBc輸出功率：10～11dBm
調(diào)頻功能：具備三角波、正弦波調(diào)頻，
正弦波調(diào)頻：調(diào)制頻率范圍：0．1～1MHz調(diào)頻帶寬>100MHz
三角波調(diào)頻：調(diào)制頻率范圍：200～500Hz調(diào)頻帶寬>100MHz
通過具體測(cè)量得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)能滿足設(shè)計(jì)要求有些指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)參數(shù)。
4 結(jié)束語
現(xiàn)代雷達(dá)頻率綜合器是一門復(fù)雜的電子電路技術(shù)。技術(shù)難度大，因此對(duì)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)有較高的要求。國(guó)內(nèi)雷達(dá)整機(jī)單位均在研制雷達(dá)頻率綜合器。但大多數(shù)是采用直接式頻率和成方案。而間接式頻率綜合器也有其自身的優(yōu)勢(shì)，從體積、成本等方面還有潛力可挖。因受到器件及設(shè)計(jì)思路的和結(jié)構(gòu)方面的原因，國(guó)內(nèi)的頻率綜合器與國(guó)外的相比還有一定差距。為此我們還要進(jìn)行，更細(xì)致、深入的研究，力爭(zhēng)趕超國(guó)際先進(jìn)水平。
評(píng)論