基于谐波混频的高性能频率合成器

范吉伟

（中国电子科技集团第四十一研究所 山东 青岛 266555）

0 引言

频率合成器作为信号发生的关键部件，广泛应用在各类电子设备中。随着无线电通信技术的不断发展，电子设备对频率合成器的性能要求越来越高，体积要求越来越小。因此，设计高性能，小体积的频率合成器具有很实际的意义。目前宽频段、高频率分辨率、低相位噪声的频率合成器一般采用带有YIG振荡器的锁相环来实现，但YIG振荡器有其固有的缺点：首先是体积大，不利于频率合成器的小型化设计，其次YIG振荡器是电流型器件，受电路中电流和温度的变化影响较大，驱动电路比较复杂[1]。与YIG振荡器相比，VCO具有体积小，功耗低、驱动电路简单等优点，不足之处是覆盖的频段窄，相位噪声差。但随着电子技术的进步，VCO覆盖的频段越来越宽，而性能指标也越来越好。虽然目前VCO的噪声同YTO相比还是有很大的差距，但是本文通过采用谐波混频方式，并利用宽带低噪声锁相环路有效抑制了VCO的噪声[1]，获得了接近于YTO频率合成器同样的性能指标。

1 宽带频率合成方式

宽带频率合成的实现方式多种多样，但本质上都是以某个高指标参考频率为基准，在它的基础上进行分频、倍频、混频等操作，从而生成频带更宽的信号。目前，合成宽带频率信号常用的方法是锁相环，主要有以下三类[2－3]：

1.1 将高频振荡器的输出进行分频，然后与低频的参考信号进行锁相，控制高频振荡器的输出，实现倍频的功能

1.2 将……