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2020年10月28日 | 点频信号源
2020-10-28 来源：eefocus
一般来说，点频信号源由三部分组成：
1. 参考源部分：决定整个信号源频率稳定度；
2. 频率合成部分：决定输出信号频率参数；
3. 输出功率控制部分：决定输出信号功率参数
图6 信号源组成框图
合成满足各项指标要求信号的技术称为频率合成技术，对信号频率进行合成的方式主要有三种：
1.直接频率合成
利用振荡器直接输出要求的频率信号，晶体振荡器因其Q值高而得到广泛应用，采用恒温晶振和稳补晶振可进一步提高其频率稳定度。主要应用于单点频率信号合成。
2. 间接频率合成
利用PLL锁相环进行频率合成，其特点是可输出宽频率范围信号，频率变化步进较小，频率跳变速度较快。但存在频率变化步进和相噪指标相矛盾的缺点。PLL间接频率合成是频率合成的主要方式。
3.直接数字合成（DDS）
利用数字技术进行信号波形合成，其特点是输出频率步进指标很高，频率跳变速度很快，但输出频率范围较窄。
图7 信号源频率合成技术及其优缺点
直接频率合成技术原理框图如下图所示。采用温补晶振和恒温晶振可以提高晶体振荡器的频率稳定度。
图8 直接频率合成原理框图
间接频率合成技术原理框图如下图所示。锁相环由鉴相器；环路滤波器；压控振荡器（VCO）；分频器等组成。
从频率关系上分析，PLL相当于一个倍频器：PLL输出信号频率变化步进为其鉴相器工作频率。
如果要求频率变化步进越小，鉴相频率相应变小，而要保证输出频率值则N值相应变大。较小的鉴相频率会使PLL环路带宽相应减小，从而使PLL动态性能（频率跳变速度）变坏。
图10 间接频率合成原理框图
对PLL输出信号的相位噪声指标进行分析。
对参考源，PLL 为低通特性，带宽为环路带宽。PLL输出相噪是参考信号相噪按N倍频恶化。N越大，PLL输出相噪指标越差。在环路带宽外，PLL输出相噪由VCO 决定。
图11 锁相环输出相位噪声指标
提高PLL输出信号相位噪声指标的原则是减小分频比N，通过采用多锁相环和小数分频技术可以实现以上目的。
图12 改善PLL输出信号相噪的方法
直接数字频率合成DDS是随着数字技术的发展而出现的新技术，原理框图如下图所示。DDS由相位累加器；ROM 表；DAC；低通滤波器组成。
图13 DDS直接数字合成技术原理框图
信号源利用ALC（自动电平控制）技术来保证输出信号的幅度。大范围幅度调整由衰减器完成。
图14 信号源输出信号功率的控制
点频信号源的应用：
1.系统本振：
–相位噪声
–频率精度
2.器件失真性能测试
–杂散
–三阶失真TOI
3.接收机测试：
–调制方式
–幅度精度
–杂散性能
一般点频信号源都有扫描的功能，包括：频率扫描功能和功率扫描功能。
频率扫描有2种方式：步进扫描和列表扫描。频率扫描需要关注：电平精度，平坦度，源匹配。
步进扫描需要关注：精度，扫描点数，切换时间。列表扫描需要关注：精度，切换时间，停留时间。
功率扫描需要关注：功率扫描范围，功率斜率范围，源匹配。功率扫描通过：自动电平控制ALC，ALC检测器，ALC驱动器和ALC调制器配合完成。
史海拾趣
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