频率合成模块优化设计

在数字调制信号源中，射频频率合成本振将频率合成模块产生的具有各种调制信息的信号上变频为射频输出信号。本振性能的好坏直接影响频率准确度、噪声边带和调制信号质量等重要指标。通常情况下，由于压控振荡器的边带噪声随着带宽的增大而变差，并且过大的调谐灵敏度易受噪声干扰调制，因此在宽带本振设计中常由几个振荡器组合使用。如图3-10所示方案即采用这种工作方式。

为了得到高频谱纯度的输出信号，减小变频对调制信息的影响，本振的相位噪声是需要重点考虑的指标。相位噪声通常是指相对载波电平的单边带相位噪声，它是频偏的函数。本振输出信号的相位噪声特性与参考、环路带宽和VCO的选择有关，相应的影响表现在曲线的不同区域。在接近载波的区域（频偏约小于1 kHz），主要受参考信号的倍频效应影响，可由式（3-8）进行计算：

式中，LLO（foff）为本振信号的相位噪声，LREF（foff）为参考信号的相位噪声，n为倍频数。再向外扩展到环路带宽以内的区域，相位噪声受参考倍频、分频器以及鉴相器等的共同影响；环路带宽以外的区域则主要由振荡器本身的相位噪声来确定，它以20 dB每十倍频程下降。如图3-11所示为不同带宽情况的相位噪声曲线。由此可见，在器件确定后，参考频率和PLL环路带宽的选择对噪声边带的影响很大。综上所述，我们设计本振的PLL环路主要参数确定为参考频率，VCO设计成多个窄带高相噪振荡器的组合。(www.xing528.com)

图3-10　射频频率合成本振原理框图

图3-11　不同带宽下的相位噪声曲线