论文部分内容阅读
随着科技的迅猛发展,频谱分析仪等测试测量仪器对频率源的要求也越来越高,宽带高分辨率的频综器得到了广泛关注。本文采用以下频率合成技术实现了两款宽带高分辨率频综器：DDS/PLL混合式频率合成技术以及基于sigma-delta调制的频率合成技术。但是,两种方案都存在杂散问题,所以抑制杂散是两种方案的重点。本文的工作内容包含两大部分,分别关注两种方案中的杂散问题,并提出抑制杂散的方法。本文首先阐述了DDS的工作原理,对DDS的杂散来源进行了研究,重点分析了相位截断误差所引入的杂散,并提出一种新的算法来消除相位截断误差,通过公式推导和建模仿真验证了新算法的有效性。论文接下来对几种常用的DDS/PLL组合方式进行分析,结合设计目标最终确定DDS激励PLL方案,并选定核心器件,完成了DDS、锁相、环路滤波、频率预置、系统控制等核心电路的设计。为了解决原方案中个别频点杂散能量太大的问题,本文在不改变硬件电路的基础之上,通过引入调节因子,对经典DDS激励PLL方案进行改进,重新划分DDS输出波段,成功的抑制了杂散,使其满足系统指标-70dBc,而且频率输出范围、相位噪声以及频率分辨率都达到了设计要求。最后,本文对基于sigrna-delta调制器的频率合成方案中的小数杂散进行分析,提出了一种新的抑制小数杂散的方法。该部分首先对一阶DSM结构以及DSM级联的MASH结构进行研究,确定了MASH结构的级数和数据位宽；然后借鉴DDS杂散抑制方法对经典一阶DSM结构进行改进,提出了一种新的抑制小数杂散的方法,并证明了该方法对于所有输入常量和初始状态,都能保证输出序列最大化,有效抑制了小数杂散。在完成新算法理论证明的同时,还在现有的射频平台上采用新算法完成了小数分频电路的设计,验证了新算法的有效性。经测试,在系统3.74GHz到8.96GHz的输出频率范围内,分辨率远优于1Hz,带外杂散优于-80dBc,大部分频点相位噪声优于-100dBc/Hz@10KHz,总体优于-95dBc/Hz@10KHz,满足系统设计指标。