一种低杂散低相噪频率源的设计与实现
2022年电子技术应用第7期
程建斌1，钟耀霞2
1.中科芯集成电路有限公司，江苏 无锡214072；2.电子科技大学成都学院，四川 成都611731
摘要： 为了降低频率综合器的相噪和复杂度，提出了一种新的低相噪频率综合器的设计方法。它利用谐波发生器产生低相噪的高频信号，同时采用集成压控振荡器的频率合成器芯片LMX2820来直接产生输出信号和反馈信号，反馈信号和低相噪高频混频后产生低频的反馈信号，通过这种内置混频来降低分频值的方式来实现低相噪。采用该方法实现的13.75 GHz~16.25 GHz(不包含15 GHz)频率合成器，其相噪指标优于-102 dBc/Hz@1kHz。
中图分类号： TN721
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212327
中文引用格式： 程建斌，钟耀霞. 一种低杂散低相噪频率源的设计与实现[J].电子技术应用，2022，48(7)：114-117，139.
英文引用格式： Cheng Jianbin，Zhong Yaoxia. Design and implementation of a low phase noise frequency synthesizer[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(7)：114-117，139.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212327
中文引用格式： 程建斌，钟耀霞. 一种低杂散低相噪频率源的设计与实现[J].电子技术应用，2022，48(7)：114-117，139.
英文引用格式： Cheng Jianbin，Zhong Yaoxia. Design and implementation of a low phase noise frequency synthesizer[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(7)：114-117，139.
Design and implementation of a low phase noise frequency synthesizer
Cheng Jianbin1，Zhong Yaoxia2
1.China Key System & Integrated Circuit Co.，Ltd.，Wuxi 214072，China； 2.Chengdu College of University of Electronic Science and Techhology of China，Chengdu 611731，China
Abstract： In order to reduce the phase noise and complexity of the frequency synthesizer, a new design method of low phase noise frequency synthesizer is proposed in this paper. It uses the harmonic generator to generate the high-frequency signal with low phase noise. At the same time, the frequency synthesizer chip LMX2820 integrating the voltage controlled oscillator is used to directly generate the output signal and feedback signal. The feedback signal and low-phase noise high-frequency mixing generate the low-frequency feedback signal, Low phase noise is achieved by reducing the frequency division value through this built-in mixer. The phase noise index of the frequency source of 13.75 GHz~16.25 GHz(excluding 15 GHz) is better than -102 dBc/Hz@1kHz.
Key words : frequency synthesizer；low phase noise；harmonic generator；built-in mixer
0 引言
随着微波通信技术的快速发展，对接收机的灵敏度要求越来越高，作为各类接收机的心脏，频率源需要为其提供高性能的本振信号，它的相位噪声指标成为制约接收机性能的关键因素之一。为了改善频率源的相噪，国内外很多公司和科研机构开展了很多这方面的研究，也提出了各种有效的方法。这些方法有的从构成锁相环的相位噪声来源直接分析[1-2]，更多的从实现方式来分析，包括新型直接合成[3]、DDS和锁相环芯片混合技术[4]、自偏置[5]、谐波混频[6]、新型多级自谐波混频[7]和级联式偏置[8]、混频环[9]等。这些方法要么采用直接合成，方案复杂且体积大；要么是针对宽带低相噪系统的，方案实现起来比较复杂，而且价格高，面对一些特殊的应用会造成系统的复杂度提高。基于某些特定应用环境，本文设计了一种可用于频率间隔固定的低相噪频率源，利用最新的低相噪合成器芯片，同时采用谐波发生器产生低相噪的固定射频信号来参与混频，最终降低频率源的反馈分频比的方法来改善相噪。对采用该方法设计的频率源的相噪指标进行了测试，经过对比测试指标和理论指标，证明该设计方法符合要求，可以在满足特定要求的场合使用。
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作者信息：
程建斌1，钟耀霞2
(1.中科芯集成电路有限公司，江苏 无锡214072；2.电子科技大学成都学院，四川 成都611731)
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