DDS内插法实现低频环VHF段高精度频率合成器

本文主要探讨了DDS信号发生器在合成低频环中的应用，特别是在甚高频(VHF)频率合成器中的优势与挑战。现代频率合成源需要高度精确的频率控制，包括高分辨率、快速转换和良好的频谱纯度。传统的多锁相环路(PLL)合成器通过增加环路数量来提高分辨率，但会带来复杂性增加、转换速度慢和可靠性降低的问题。 DDS（Direct Digital Synthesizer）直接数字式频率合成技术作为一种新型解决方案，其特点在于分辨率高和转换速度快。通过DDS激励PLL的倍频方式，能够充分利用DDS的优点，但同时也需注意，DDS信号中的相噪和杂散可能对 PLL 环路内的性能造成负面影响，导致lgN恶化。 本文提出的方案是采用DDS内插PLL混频技术，即将DDS输出与PLL反馈回路中的VCO（电压控制振荡器）输出进行混频，这一设计类似于用DDS替换多环频率合成器中的低频部分，简化了电路结构，提高了性能，包括频率转换速度和分辨率，并避免了DDS相噪和杂散引入的潜在问题。 具体设计上，作者构建了一个VHF段频率合成器，其工作原理是VCO产生基础频率信号，与DDS输出的高频信号混频后，经过带通滤波和程控分频器，再送入鉴相/鉴频器进行相位校准。设计中，VCO的输出频率范围是89.6~110.4MHz，DDS输出频率范围是20~20.8MHz，混频后得到69.6~89.6MHz的信号，进一步通过ECL预置分频器降至6.96~8.96MHz，而PLL的鉴相频率被设置为80kHz，内部程控分频范围则在87~112kHz。 设计的核心电路，如图2所示，着重于高频带通滤波的优化，这是实现DDS内插混频的关键环节。通过精心设计的电路布局和滤波器选择，可以确保信号质量不受影响，从而实现高效、稳定且性能优越的低频环合成。 总结来说，这篇文章讨论了DDS在VHF频率合成器中的应用策略，强调了其优点和设计中的技术细节，尤其是在解决相噪和杂散问题以及优化高频滤波方面的重要性，为频率合成器的设计提供了新的思路和方法。