实现低相位噪声及高速频率切换的共存

实现 100 µs 内完成频率转换，同时保持低噪声进一步提出了许多挑战。频率合成器至预调 VCO 和频率可调变容二极管带通滤波器存在多处模拟电压。足以灵活地在几微秒内完成电压调谐，且保持噪声低于几毫微伏，切换后无飘移是相互矛盾的要求。我们的方法是严格筛选并选择低噪声 DAC、带宽可变无源滤波器和介电吸收系数低的滤波器电容。

小数乘法器和输出加法环路中的 PLL 采用基于混频器的鉴相器。虽然本底噪声很低，但它们的缺点是捕获范围有限，这是保证 PLL 环路带宽的必要条件。搜索振荡器等传统锁相方法对于这种应用来说速度太慢。当粗调预设相位将 VCO 频率调整到正确范围后，可在锁相之前采用数字鉴相技术 (已申报专利) 精确调整 VCO。FPGA 比较鉴相器两个信号的频率，通过修改预设电压将 VCO 调整到正确频率。

由于 PLL 最小带宽为 200 kHz，当 VCO 极为接近锁定时，可以非常迅速锁定设定频率，频率设定可达到 100 µs 的 0.1 ppm。1-GHz 载波频率的误差范围仅为 100 Hz。

频率调制

频率合成器采用标准两点调制生成宽频带、宽频偏调制。FM 系统可利用先进的低成本数字处理技术设置整个 FM 增益，匹配两个内部校准通道的增益和延迟。调制信号可同时加给输出 VCO 和内插频率合成器。由于同时变化，输出 PLL 在鉴相器处无误差。AC 和 DC 输入耦合，以及相位调制也可以采用数字化方式处理。

结束语

频率合成器利用模拟和数字组合技术实现设计目标，使 Aeroflex S-Series信号发生器具有优异的性能，充分体现了 Aeroflex 产品线几十年来不断推动信号发生器技术进步的显著特点。

作者简历：

Neil Thomas现任公司高级总工程师，已在公司工作30多年，负责信号发生器和分析仪设计工作。他在调制和信号处理领域获得大量专利。Thomas还是工程技术学会特许工程师和会员。业余时间，他喜欢休闲、历险、登山、欣赏音乐。

David Asquith是 Aeroflex 公司射频信号发生器和分析仪产品工程师，20多年来曾先后从事销售、产品定义、市场推广和全球技术支持等工作。业余时间，他喜欢回归自然，爱好摄影和自行车运动。