改进的L频段高性能频率合成器：降低同频干扰

"高性能L频段频率合成器的改进设计* (2014年) - 电讯技术, 第54卷第7期, 2014年7月" 在航天测控通信领域，频率合成器是至关重要的组件，它负责产生精确且稳定的信号源。本文针对这一需求，提出了一种改进的高性能L频段频率合成器设计。该设计采用了 PLL（锁相环）+ DDS（直接数字频率合成）+ PLL 的结构，旨在实现小步进、低杂散和低相噪的信号输出。 首先，PLL（锁相环）是一种常用的频率合成方法，它通过比较输入信号和本地振荡器产生的信号之间的相位差，来调整振荡器的频率，从而使得两者保持同步。在本文的设计中，使用了两个PLL，一个用于粗调，另一个用于细调，以实现小步进频率输出，满足宽范围且精细的频率选择需求。 接着，DDS技术则提供了数字方式的频率合成，通过高速 DAC（数字模拟转换器）将数字频率直接转换为模拟信号，这样可以实现快速频率切换且杂散较低。结合PLL，可以进一步优化相位噪声性能。 在实际设计与测试中，这种改进的频率合成器表现出优秀的性能，相位噪声达到了-100dBc/Hz@10kHz，这表明其具有极高的频率稳定性和精度。同时，杂散水平优于-75dBc，意味着在非工作频率上产生的额外信号非常微弱。然而，测试也揭示了一个问题，即附加的杂散信号可能导致系统内部的同频干扰，这可能会降低系统的整体性能。 为了解决这个问题，作者进行了深入的分析，找出了产生同频干扰的机理。可能的原因包括DDS输出的非线性失真、PLL锁定过程中的相位抖动以及信号处理链路中的其他噪声源。根据这些分析，作者提出了针对性的改进措施，比如优化DDS的算法以减少非线性失真，改善PLL的设计以减小相位抖动，以及在信号路径中增加滤波器来抑制不必要的杂散。 这项工作对于理解和优化高性能频率合成器设计具有重要意义，不仅为航天测控信道提供了潜在的解决方案，还对电子对抗和其他依赖于精确频率源的领域具有参考价值。通过不断改进和优化，频率合成器的性能可以进一步提升，以应对更复杂和苛刻的应用场景。