宽带锁相频率合成器设计＊

张子轩，彭 浩，汤佶凡

（电子科技大学，四川 成都611731）

0 引言

频率合成器是现代电子系统的重要组成部分，被人们称为电子系统的“心脏”。在通信、雷达和导航等设备中，频率合成器既为通信发射端中的调制器提供载频信号，又为通信接收端的混频器提供本振信号；在电子对抗设备中，它可以作为干扰信号发生器。频率合成器的性能直接影响整个通信系统或者雷达系统的整体性能，系统对频率源的性能如输出频率带宽、相位噪声、杂散抑制、频率步进等有着越来越高的要求。

通常频率合成分为锁相环频率合成（PLL）和直接数字合成（DDS）两种。其中锁相环电路输出频率高、相位噪声好，其缺点是频率分辨率低、频率跳变时间较长。而DDS有极好的频率分辨率、高速的频率切换时间、很好的相位噪声，但它输出频率较低、杂散信号较多。

1 频率合成方案的分析

本文设计的频率合成器给某末制导雷达提供本振信号源。其主要技术指标要求为：输出频率范围4.3～7.8GHz；频率步进10MHz；相位噪声优于-80dBc／Hz＠100kHz，杂散优于-60dBc。

1.1 设计分析及器件选择

系统输出频率要求达到了最高7.8GHz，且带宽达到了3.5GHz。当前主流DDS 芯片输出频率均在1GHz以下。如果采用DDS频率合成技术则需要经过多次倍频才能达到输出的频率波段和频率带宽，多级倍频电路大大增加了电路的复杂性，倍频过程也会产生更多难以处理的杂散信号。故本文采用锁相环频率合成技术来实现宽带频率源的设计。

锁相环的原理框图如图1所示。……