射频前端本振电路部分设计
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1.1本振电路
1.1.1本振电路框图
框图如下图所示,时钟源部份,单片机控制部份、和本振电路部份三大块,由于有三级混频,本振电路必须提供三个本振频率,第一本振频率是可调的,第二、三本振频率则是固定的。
图1本振电路框图
1.1.2时钟源
时钟源分为外部参考时钟源和内部时钟源,当使用外部参考时钟源时,内部时钟源自动断开,外部时钟源主要的作用就是为了同步,一般是在双通道或多通道测向时需要采用。
外部时钟源的精度稳定度就无法控制。
不作双通道测向时,则主要是靠内部时钟源提供时钟基准。
内部时钟源采用高稳定度时钟,稳定度为10-9-10-7。
同时,也向外提供10MHz的时钟输出。
如下图:
图 2时钟源框图
1.1.3本振电路及噪声分析
接收机本振源采用了DDS+PLL混合合成的技术,如错误!未找到引用源。
所示。
图 3 接收机本振源原理
这个框图只是一个本振的大致框图,具体电路应该根据本方案的要求对电路作相应的改动,以适应要求。
由图可见,参考频率为10㎒,高速DDS根据需要产生所需要的信号,经过滤波器组初步滤除谐波杂散,送入后续的PLL做激励信号。
VCO产生的信号经过合适的分频与激励信号比较,锁定频率和相位。
接收机的相位噪声指标主要取决于本振相位噪声,这个方案其基础相位噪声为参考源相位噪声,而输出信号在此基础上有一定的恶化,恶化程度则主要取决于PLL本身的噪声+分频器分频系数带来的噪声恶化+DDS噪声恶化。
在选取低噪声的鉴频鉴相器和VCO器件后,系统的主要噪声恶化就取决于后两者。
分频器分频系数若为N,其带来的噪声恶化为20Log(N),若M为DDS输出频率与参考频率
比,则DDS的噪声恶化等于20Log(M)。
如当M=0.5,N为50时,此时总噪声恶化约为30dB,若要实现本振输出达到-120dBc/Hz@10㎑的相位噪声指标,则要求参考信号源至少达到-150dBc/Hz@10㎑的相位噪声指标,采用恒温晶振制作的参考源即可满足要求。
采用DDS+PLL的方式,也保证了本振源频率切换时间足够迅速。
经测试切换时间约1㎳左右,完全满足快速扫频的要求。
问题在于切换时间1ms可能还不够,能否做到<0.5ms以内,越小越好,这对于提高整个接收机的扫描速度是很有好处的。
需要弄清楚的问题:(只有一个问题)
1.看懂上面的内容,把图3的框图变成具体的电路。
由于三个本振的频率不同,所以
三个本振电路可能会有差异???输出阻抗为50欧,输出功率为7dBm。
2.图2中的外部时钟和内部时钟的选择电路,要求是当有外部时钟信号进入时,自动
断开内部时钟而接入外部时钟,否则使用内部时钟,根据这个要求设计电路。
内部
标准时钟源为外购。
3.图2标明了参考时钟的输出,增加一个输出缓冲器,输出阻抗为50欧,输出功率
不低于3dBm.
4.图3中,控制器接到指令到VCO作出频率改变的稳态时间约1ms,能否弄清楚图3
中的那个环节对这1ms贡献最大?能否改善?如何改善?。
因为这个指标越小就意
味着扫描速度越快,能否提高到100us以内?(可能的措施:通过提高关键模块的
供电电压是不是可以加快其反应速度?)。