一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种宽带低噪声信号发生器，尤其是一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器。
【背景技术】
[0002]随着现代雷达和无线电通信技术等的发展，各种电子设备对其内部应用或系统测试使用的信号发生器不断提出更高的要求，一是带宽越来越大，二是就是要有极低的单边带相位噪声。
[0003]频率较高的射频/微波压控振荡器(VCO)输出信号具有较好的远端相位噪声，但近端噪声都比较差，为了改善近端噪声通常采用锁相环将VCO锁定在低噪声参考信号上。对于单一点频的信号发生器，直接采用参考信号倍频或VCO反馈信号分频的锁相环电路都很容易实现，但是对于多个频率输出的宽带信号发生器，则无法使用该电路。目前宽带低噪声信号发生器通常采用混频锁相技术，即通过混频器将宽带VCO的信号变频到低频的中频信号，再与低噪声参考信号鉴相，得到低噪声VCO输出信号。如图1所示。
[0004]在基于混频锁相环的宽带信号发生器中，中频信号受VCO反馈信号和混频本振信号功率大小的影响，不同频率时功率大小不一，而中频信号的功率直接影响了环路增益，使得环路带宽不一，影响锁相后信号的噪声。现有的解决方法是对不同的频率使用不同的环路增益调节电阻，由于该电阻的阻值影响环路增益，选择合适的阻值可以抵消中频信号功率对环路增益的影响。图2为图1的“低通滤波器”部分，采用有源低通滤波器，与选择开关相连的是环路增益调节电路，选择开关控制不同的电阻即可实现不同的环路增益。
[0005]现有技术的缺点是电路复杂、调试工作量大。
[0006]现有技术在VCO不同频点的中频功率差异较大时，每个频点都有一个对应的增益调节电阻，需要多个电阻及多路的开关选择控制电路，如果频点多于十个，而且中频功率起伏较大时该方法需要的电阻数量和开关电路会非常庞大，而且频点越多，电路越庞大，非常复杂，频点达到几十个时该方法几乎是不可能实现的，所以该方法只能在VCO锁相频点较少的情况下使用。
[0007]用增益调节电阻来平衡中频功率对环路增益的影响，每个频点都需要通过调试来确定增益调节电阻的阻值，调试工作量非常大。
【发明内容】
[0008]为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器。通过限幅电路来统一中频信号功率，不受VCO频点数量的限制，能够很好的解决中频功率的起伏影响环路带宽的问题。
[0009]本发明采用如下技术方案:
[0010]一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，包括鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器及中频限幅电路，鉴相器连接低通滤波器，低通滤波器连接宽带压控振荡器，宽带压控振荡器连接混频器，混频器连接中频限幅电路，中频限幅电路连接鉴相器，鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器及中频限幅电路组成宽带混频锁相环路；
[0011]鉴相器输入端输入低噪声参考信号，混频器输入有低噪声本振信号，宽带压控振荡器输出宽带低噪声信号，中频限幅电路将宽带压控振荡器不同输出频率下的混频器输出中频信号控制在统一的功率电平，消除中频信号功率的起浮对宽带混频锁相环路增益及环路带宽的影响。
[0012]优选地，所述中频限幅电路包括依次连接的放大电路、限幅电路及滤波电路。
[0013]优选地，所述放大电路将中频信号功率放大到高于限幅电路可以通过的最大功率值；
[0014]放大电路的增益根据中频信号的最小功率来确定，即把功率最小的中频信号放大到高于限幅电路可以通过的最大功率值。
[0015]优选地，所述限幅电路将经放大电路放大后的中频信号的幅度限制到固定的电平;
[0016]限幅电路包括两个正反两个方向接地的快速恢复整流二极管。
[0017]优选地，所述滤波电路将经限幅电路限幅后的中频信号的谐波进行抑制。
[0018]优选地，所述中频限幅电路和鉴相器之间连接有衰减电路，衰减电路将中频信号衰减到鉴相器的最佳功率电平。
[0019]采用如上技术方案取得的有益技术效果为:
[0020]本发明的中频限幅电路将宽带压控振荡器不同输出频率下的混频器输出中频信号控制在统一的功率电平，消除中频信号功率的起浮对宽带混频锁相环路增益及环路带宽的影响。使得宽带混频锁相电路的带宽控制变得非常容易，有利保证了宽频带内各点都具有低噪声特性。
【附图说明】
[0021]图1为现有的宽带低噪声信号发生器。
[0022]图2为图1中低通滤波器一种实现方式。
[0023]图3为基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器。
[0024]图4为图3所示中频限幅电路的一种实现方式。
【具体实施方式】
[0025]结合附图3至4对本发明的【具体实施方式】做进一步说明:
[0026]一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，包括鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器及中频限幅电路，鉴相器连接低通滤波器，低通滤波器连接宽带压控振荡器，宽带压控振荡器连接混频器，混频器连接中频限幅电路，中频限幅电路连接鉴相器，鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器及中频限幅电路组成宽带混频锁相环路，如图3所示。鉴相器输入端输入低噪声参考信号，混频器输入有低噪声本振信号，宽带压控振荡器输出宽带低噪声信号，中频限幅电路将宽带压控振荡器不同输出频率下的混频器输出中频信号控制在统一的功率电平，消除中频信号功率的起浮对宽带混频锁相环路增益及环路带宽的影响。
[0027]如图4所示，中频限幅电路包括依次连接的放大电路、限幅电路及滤波电路。
[0028]宽带压控振荡器直接输出或经过放大电路放大的信号的功率一般大小不一，一般是高频功率小而低频功率大，振荡器输出信号功率频响和放大器增益频响都是如此，而低噪声本振信号根据合成方式不同频响有所差别，但都不会太好，这些因素导致了混频器输出的中频信号起浮很大。
[0029]放大电路将中频信号功率放大到高于限幅电路可以通过的最大功率值。放大电路的增益根据中频信号的最小功率来确定，即把功率最小的中频信号放大到高于限幅电路可以通过的最大功率值。如限幅电路采用0.7V导通电压的二极管，中频信号要放大到高于1dBm0放大电路的增益根据中频信号的最小功率来确定，必须把功率最小的中频放大到高于 lOdBm。
[0030]限幅电路将经放大电路放大后的中频信号的幅度限制到固定的电平；限幅电路包括两个正反两个方向接地的快速恢复整流二极管。
[0031]如限幅电路采用两个快恢复整流二极管，正反方向接地，导通电压约0.7V，因为中频信号的峰峰值都大于0.7V，所以两个二极管将中频信号的最大幅度限制在0.7V，时域看是被削峰的正弦波，频域看是谐波恶化但是基波功率统一约为lOdBm。中频在限幅前功率越大削峰越严重，谐波恶化也就越严重，但是基波功率是一样的。
[0032]滤波电路将经限幅电路限幅后的中频信号的谐波进行抑制。由于中频信号的谐波对鉴相器有影响，必须进行滤波。滤波之后的中频信号才达到真正的功率统一，无论混频器输出的中频信号差别多大，经过中频限幅电路后不但功率统一，谐波也差别不大，满足不对环路带宽产生影响的要求。
[0033]如有必要，中频限幅电路和鉴相器之间可以增加衰减电路，衰减电路将中频信号衰减到鉴相器的最佳功率电平。
[0034]当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
【主权项】
1.一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，其特征在于，包括鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器及中频限幅电路，鉴相器连接低通滤波器，低通滤波器连接宽带压控振荡器，宽带压控振荡器连接混频器，混频器连接中频限幅电路，中频限幅电路连接鉴相器，鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器及中频限幅电路组成宽带混频锁相环路； 鉴相器输入端输入低噪声参考信号，混频器输入有低噪声本振信号，宽带压控振荡器输出宽带低噪声信号，中频限幅电路将宽带压控振荡器不同输出频率下的混频器输出中频信号控制在统一的功率电平，消除中频信号功率的起浮对宽带混频锁相环路增益及环路带宽的影响。2.根据权利要求1所述的一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，其特征在于，所述中频限幅电路包括依次连接的放大电路、限幅电路及滤波电路。3.根据权利要求2所述的一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，其特征在于，所述放大电路将中频信号功率放大到高于限幅电路可以通过的最大功率值； 放大电路的增益根据中频信号的最小功率来确定，即把功率最小的中频信号放大到高于限幅电路可以通过的最大功率值。4.根据权利要求2所述的一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，其特征在于，所述限幅电路将经放大电路放大后的中频信号的幅度限制到固定的电平； 限幅电路包括两个正反两个方向接地的快速恢复整流二极管。5.根据权利要求2所述的一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，其特征在于，所述滤波电路将经限幅电路限幅后的中频信号的谐波进行抑制。6.根据权利要求1所述的一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，其特征在于，所述中频限幅电路和鉴相器之间连接有衰减电路，衰减电路将中频信号衰减到鉴相器的最佳功率电平。
【专利摘要】本发明公开了一种基于中频限幅电路的宽带低噪声信号发生器，其特征在于，包括鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器及中频限幅电路，鉴相器连接低通滤波器，低通滤波器连接宽带压控振荡器，宽带压控振荡器连接混频器，混频器连接中频限幅电路，中频限幅电路连接鉴相器，鉴相器、低通滤波器、宽带压控振荡器、混频器、中频限幅电路组成宽带混频锁相环路。鉴相器输入端输入低噪声参考信号，混频器输入有低噪声本振信号，宽带压控振荡器输出宽带低噪声信号，中频限幅电路将宽带压控振荡器不同输出频率下的混频器输出中频信号控制在统一的功率电平，消除中频信号功率的起浮对宽带混频锁相环路增益及环路带宽的影响。
【IPC分类】H03L7/08
【公开号】CN105119597
【申请号】CN201510458921
【发明人】刘青松, 刘亮, 樊晓腾, 王令, 时慧, 周玉勇
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月30日