多频点控制电路的制作方法

本申请涉及电路领域，特别是涉及一种多频点控制电路。

背景技术：

频率合成电路是一种用来进行频率合成，以输出特定频率的电路。

在传统的频率合成电路中，通常的做法有两种，一种是采用基于复杂可编程逻辑(cpld)的直接数字合成(dds)的方式进行频率合成，实现双频点输出，但该方式电路的杂散信号处理困难，同时实现的功耗相对较大；另一种是采用锁相环(pll)频率合成，但该方式的电路复杂，频率切换时间延迟大，且需采用小数锁相环形式，同样存在杂散问题，鉴相器会恶化相位噪声。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种多频点控制电路。

本发明提供了一种多频点控制电路，所述多频点控制电路包括：

功分器，用于将输入参考信号的电路分为至少两路电路，所述至少两路电路包括第一电路和第二电路；

至少两处理单元，所述至少两处理单元包括第一处理单元和第二处理单元；

第一处理单元，与所述第一电路连接，用于对输入的参考信号处理以产生第一频率信号；

第二处理单元，与所述第二电路连接，用于对输入的参考信号处理以产生第二频率信号；

第一开关，与所述第一处理单元连接，用于控制所述第一频率信号的输出；

第二开关，与所述第二处理单元连接，用于控制所述第二频率信号的输出；

第三开关，与所述第一开关和所述第二开关连接，用于控制所述第一频率信号或第二频率信号的输出；

控制单元，与所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关连接，用于控制所述第一开关、所述第二开关以及第三开关的导通，选择输出所述第一频率信号或所述第二频率信号。

在其中一个实施例中，所述第一处理单元为分频单元，用于对输入的所述参考信号进行分频处理，以产生所述第一频率信号；

所述第二处理单元为倍频单元，用于对输入的所述参考信号进行倍频处理，以产生所述第二频率信号。

在其中一个实施例中，所述第一处理单元和第二处理单元均为分频单元，用于对输入的所述参考信号进行分频处理，以产生所述第一频率信号和所述第二频率信号，所述第一处理单元产生所述第一频率信号，所述第二处理单元产生所述第二频率信号；或

所述第一处理单元和第二处理单元均为倍频单元，用于对输入的所述参考信号进行倍频处理，以产生所述第一频率信号和所述第二频率信号；所述第一处理单元产生所述第一频率信号，所述第二处理单元产生所述第二频率信号。

在其中一个实施例中，所述分频单元包括分频器，第一低通滤波器，第一放大器，以及第一高通滤波器；

所述分频器与所述第一电路连接，用于产生所述参考信号的分频信号和所述分频信号的谐波信号；

所述第一低通滤波器与所述分频器连接，用于提取所述参考信号的分频信号和所述分频信号的谐波信号中小于等于所述第一频率信号的第一信号；

所述第一放大器与所述第一低通滤波器连接，用于增大输入所述分频单元的参考信号的电平；

所述第一高通滤波器与所述第一放大器和所述第一开关连接，用于提取所述参考信号的分频信号和所述分频信号的谐波信号中大于等于所述第一频率信号的第二信号。

在其中一个实施例中，所述倍频单元包括倍频器，第二低通滤波器，第二放大器，以及第二高通滤波器；

所述倍频器与所述第二电路连接，用于产生所述参考信号的倍频信号以及所述倍频信号的谐波信号；

所述第二低通滤波器与所述倍频器连接，用于提取所述参考信号的倍频信号和所述倍频信号的谐波信号中小于等于所述第二频率信号的第三信号；

所述第二放大器与所述第二低通滤波器连接，用于增大所述输入所述倍频单元的参考信号的电平损耗；

所述第二高通滤波器与所述第二放大器和所述第二开关连接，用于提取所述参考信号的倍频信号和所述倍频信号的谐波信号中大于等于所述第二频率信号的第四信号。

在其中一个实施例中，所述多频点控制电路还包括：

第一负载，与所述第一开关连接，用于消耗所述第一频率信号；

第二负载，与所述第二开关连接，用于消耗所述第二频率信号。

在其中一个实施例中，所述多频点控制电路还包括：

第一提取单元，与所述第一开关和所述第三开关连接，用于提取所述第一频率信号；

第二提取单元，与所述第二开关和所述第三开关连接，用于提取所述第二频率信号。

在其中一个实施例中，所述第一提取单元包括：

第一带通滤波器以及第三放大器；

所述第一带通滤波器与所述第一开关连接，所述第一带通滤波器用于提取所述第一频率信号；

所述第三放大器与所述第一带通滤波器连接，所述放大器用于增大所述第一频率信号的电平；

所述第三开关与所述第三放大器连接，控制输出所述第一频率信号。

在其中一个实施例中，所述第二提取单元包括：

第二带通滤波器以及第四放大器；

所述第二带通滤波器与所述第二开关连接，所述第二带通滤波器用于提取所述第二频率信号；

所述第四放大器与所述第二带通滤波器连接，所述放大器用于增大所述第二频率信号的电平；

所述第三开关与所述第四放大器连接，控制输出所述第二频率信号。

在其中一个实施例中，所述控制单元为ttl电平信号控制单元。

本发明提供的多频点控制电路通过功分器将输入的参考信号分为至少两路电路，至少两处理单元分别对至少两路电路输入的参考信号进行处理，产生第一频率信号和第二频率信号，第一开关控制所述第一频率信号的输出，第二开关控制所述第二频率信号的输出，第三开关控制所述第一频率信号或第二频率信号的最终输出，通过控制单元控制所述第一开关、第二开关以及第三开关的导通，选择输出所述第一频率信号或所述第二频率信号，从而实现整个电路频率输出的快速切换，以及高隔离度、低杂散的多频点信号输出，以满足实际需求。

附图说明

图1是本发明提供的一个实施例中多频点控制电路的示意图；

图2是本发明提供的另一个实施例中多频点控制电路的示意图；

图3是本发明提供的另一个实施例中多频点控制电路的示意图；

图4是本发明提供的另一个实施例中多频点控制电路的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参照图1，是本发明提供的一个实施例中多频点控制电路的示意图。所述多频点控制电路100包括：

功分器110，用于将输入参考信号的电路分为至少两路电路，所述至少两路电路包括第一电路101和第二电路102。

至少两处理单元，所述至少两处理单元包括第一处理单元121和第二处理单元122。

本实施例中，所述功分器110为一分二功分器，输入的所述参考信号f经过放大器(图未示)放大至合适电平，通过所述一分二功分器110将输入参考信号f的电路分为两路电路，第一电路101和第二电路102。

第一处理单元121，与所述第一电路101连接，用于对输入的参考信号f处理以产生第一频率信号a；第二处理单元122，与所述第二电路102连接，用于对输入的参考信号f处理以产生第二频率信号b。

第一开关131，与所述第一处理单元121连接，用于控制所述第一频率信号a的输出；第二开关132，与所述第二处理单元122连接，用于控制所述第二频率信号b的输出；第三开关140，与所述第一开关131和所述第二开关132连接，用于控制所述第一频率信号a或第二频率信号b的输出。

控制单元150，与所述第一开关131、所述第二开关132以及所述第三开关140连接，用于控制所述第一开关131、所述第二开关132以及第三开关140的导通，选择输出所述第一频率信号a或所述第二频率信号b。

在一个实施例中，所述控制单元150为ttl电平信号控制单元，通过输出ttl电平信号控制所述第一开关131、所述第二开关132以及第三开关140的导通，选择输出所述第一频率信号a或所述第二频率信号b。

在一个实施例中，所述ttl电平信号控制单元输入低电平，所述第一开关131和所述第三开关140导通，所述第二开关132断开，选择输出所述第一频率信号a；所述ttl电平信号控制单元输入高电平，所述第二开关132和所述第三开关140导通，所述第一开关131断开，选择输出所述第二频率信号b。

本实施例中，所述功分器110将所述参考信号f分为两路，经处理单元处理后输出，一路所述控制单元150控制所述第一开关131和第三开关140导通，所述第二开关132断开，选择输出所述第一频率信号a；另一路所述控制单元150控制所述第二开关132和第三开关140导通，所述第一开关131断开，选择输出所述第二频率信号b。本发明采用硬件电路，实现了电路的单一参考信号输入，多频点信号的选择输出，增加了电路的可靠性，并且无论哪路频率信号的输出均经过两重开关控制选择，增加了整体电路的隔离度。进一步的，由于整个电路中两种频率信号始终存在，开关的切换时间即为信号的切换时间，本发明中通过ttl电平信号控制单元借助于控制开关的导通与断开控制不同频率信号的切换输出，实现了不同频率信号间的快速切换，切换时间可以达到ns级别，大幅度提升了切换延时性能。

参照图2，是本发明提供的另一个实施例中多频点控制电路的示意图。在图1的基础上，所述多频点控制电路200的第一处理单元为分频单元221，用于对输入的所述参考信号进行分频处理，以产生所述第一频率信号a；所述第二处理单元为倍频单元222，用于对输入的所述参考信号进行倍频处理，以产生所述第二频率信号b。

本发明以输入的参考信号f为100mhz,选择输出的第一频率信号a为450mhz，第二频率信号b为500mhz为例对发明所提供的多频点控制电路200的工作过程进行说明。

在一个实施例中，所述分频单元221包括分频器2211，第一低通滤波器2212，第一放大器2213，以及第一高通滤波器2214。

在一个实施例中，所述倍频单元222包括倍频器2221，第二低通滤波器2222，第二放大器2223，以及第二高通滤波器2224。

输入的所述参考信号f(100mhz)经过放大器(图未示)放大至合适电平，通过所述一分二功分器210将输入参考信号f的电路分为两路电路，第一电路201和第二电路202。

所述分频器2211与所述第一电路201连接，所述参考信号f(100mhz)经过二分之一分频器2211，产生所述参考信号f(100mhz)的分频信号f/2(50mhz)和所述分频信号的谐波信号(f/2)*n(即50mhz，100mhz，150mhz…)；所述第一低通滤波器2212与所述分频器2211连接，提取所述参考信号f(100mhz)的分频信号f/2(50mhz)和所述分频信号的谐波信号(f/2)*n中小于等于所述第一频率信号a(450mhz)的第一信号；所述第一放大器2213与所述第一低通滤波器2212连接，用于增大输入所述分频单元221的参考信号的电平,以补偿信号经过滤波造成的电平损耗；所述第一高通滤波器2214与所述第一放大器2213连接，提取所述参考信号f(100mhz)的分频信号f/2(50mhz)和所述分频信号的谐波信号(f/2)*n中的大于等于所述第一频率信号a(450mhz)的第二信号，得到的所述第二信号包括所述第一频率信号a(450mhz)；所述第一开关131与所述第一高通滤波器2214连接，控制所述第一频率信号a(450mhz)的输出。

所述倍频器2221与所述第二电路202连接，所述参考信号f(100mhz)经过所述倍频器2221，产生所述参考信号f(100mhz)的倍频信号(100mhz)和所述分频信号的谐波信号f*m(即100mhz，200mhz，300mhz…)；所述第二低通滤波器2222与所述倍频器2221连接，提取所述参考信号f(100mhz)的倍频信号f(100mhz)和所述倍频信号的谐波信号f*m中小于等于所述第二频率信号b(500mhz)的第三信号；所述第二放大器2223与所述第二低通滤波器2222连接，用于增大输入所述倍频单元222的参考信号的电平，以补偿信号经过滤波造成的电平损耗；所述第二高通滤波器2224与所述第二放大器2223连接，提取所述参考信号f(100mhz)的倍频信号f(100mhz)和所述倍频信号的谐波信号f*m中的大于等于所述第二频率信号b(500mhz)的第四信号，得到的所述第四信号包括所述第二频率信号b(500mhz)；所述第二开关132与所述第二高通滤波器2224连接，控制所述第二频率信号b(500mhz)的输出。

在一个实施例中，所述分频单元221可包括多个滤波器和放大器所述倍频单元222也可包括多个滤波器和放大器，滤波器实现提取电路中所需要的有用信号，滤除其他谐波和杂散信号，放大器实现整个电路的电平损耗补偿，连接关系以满足各个元件在整个电路中正常工作即可，在此不做具体限制。

所述控制单元250输入电平信号控制输出所述第一频率信号a(450mhz)时，所述第一开关231与所述第三开关240导通，所述第二开关232断开，所述第三开关240输出所述第一频率信号a(450mhz)；

所述控制单元250输入电平信号控制输出所述第二频率信号b(500mhz)时，所述第二开关232与所述第三开关240导通，所述第一开关231断开，所述第三开关240输出所述第二频率信号b(500mhz)。

在一个实施例中，所述第一处理单元221和所述第二处理单元222均为分频单元，用于对输入的所述参考信号f进行分频处理，以产生所述第一频率信号a和所述第二频率信号b，所述第一处理单元221产生所述第一频率信号a，所述第二处理单元222产生所述第二频率信号b。应用于生成的多频点信号均为分频信号的整数倍的情况(如输入如参考信号f为100mhz,采用二分之一分频器，生成的第一频率信号a为150mhz，第二频率信号b为450mhz)，具体过程如上述，在此不再赘述。

在一个实施例中，所述第一处理单元221和所述第二处理单元222均为倍频单元，用于对输入的所述参考信号f进行倍频处理，以产生所述第一频率信号a和所述第二频率信号b；所述第一处理单元221产生所述第一频率信号a，所述第二处理单元222产生所述第二频率信号b。应用于生成的多频点信号均为倍频信号的整数倍的情况(如输入的参考信号f为100mhz,采用倍频器，选择输出的第一频率信号a为200mhz，第二频率信号b为500mhz)，具体过程如上述，在此不再赘述。

本实施例中，所述分频单元221包括分频器2211、第一低通滤波器2212、第一放大器2213以及第一高通滤波器2214，实现了对所述第一频率信号a(450mhz)提取，所述倍频单元222包括分频器2221、第二低通滤波器2222、第二放大器2223以及第二高通滤波器2224，实现了对所述第二频率信号b(500mhz)提取。本发明采用第一/二低通滤波器2212/2222，第一/二高通滤波器2214/2224对所述第一频率信号a(450mhz)和第二频率信号b(500mhz)进行滤波处理，抑制其他信号的谐波，降低所述第一频率信号a(450mhz)/第二频率信号b(500mhz)的杂散，很容易控制到整体电路的底噪以下，避免产生的所述第一频率信号a(450mhz)/第二频率信号b(500mhz)的杂散过大，影响整个电路。并且，由于本实施例中，采用输入100mhz的参考信号，选择输出450mhz或500mhz的信号，本身分频器产生450mhz信号的过程中就不会产生包括500mhz的谐波信号，以及倍频器产生500mhz信号的过程中就不会产生包括450mhz的谐波信号，因此，进一步实现了产生的多频点信号(450mhz/500mhz信号)的低杂散。另外，上述产生不同频率信号的两电路中采用相同的滤波元件及放大器，减小两电路输出信号的幅度相差过大的同时，减小了两电路的幅度平衡度。

参照图3，是本发明提供的另一个实施例中多频点控制电路的示意图。与图2的不同之处在于，所述多频点控制电路300还包括：

第一负载303，与所述第一开关331连接，用于消耗所述第一频率信号；

第二负载304，与所述第二开关332连接，用于消耗所述第二频率信号。

所述控制单元350控制输出所述第一频率信号a(450mhz)时，所述第一开关331与所述第三开关340导通，所述第二开关332与所述第二负载304导通，所述第二频率信号b(500mhz)通过所述第二开关332流向所述第二负载304，所述第一频率信号a(450mhz)通过所述第一开关331流向所述第三开关340，所述控制单元350控制所述第三开关340导通，所述第三开关340输出所述第一频率信号a(450mhz)。所述第二负载304消耗所述第二频率信号b(500mhz)，减小了所述第二频率信号b(500mhz)的泄露至所述第三开关340，避免影响所述第一频率信号a(450mhz)的输出。

所述控制单元350控制输出所述第二频率信号b(500mhz)时，所述第二开关332与所述第三开关340导通，所述第一开关331与所述第一负载303导通，所述第一频率信号a(450mhz)通过所述第一开关331流向所述第一负载303，所述第二频率信号b(500mhz)通过所述第二开关332流向所述第三开关340，所述控制单元350控制所述第三开关340导通，所述第三开关340输出所述第二频率信号b(500mhz)。所述第一负载303消耗所述第一频率信号a(450mhz)，减小了所述第一频率信号a(450mhz)的泄露至所述第三开关340，避免影响所述第二频率信号b(500mhz)的输出。

本实施例中，所述控制单元350控制输出第一频率信号a(450mhz)时，控制开关组合(第一开关331、第二开关332以及第三开关340)的导通与断开，使所述第二频率b(500mhz)流向所述第二负载304以消耗，所述控制单元350控制输出第二频率信号b(500mhz)时，控制开关组合(第一开关331、第二开关332以及第三开关340)得导通与断开，使所述第一频率a(450mhz)流向所述第一负载303以消耗，减小了不同频率信号之间的泄露，进一步增大了开关的隔离度，最终选择输出的频率信号也更准确。

参照图4，是本发明提供的另一个实施例中多频点控制电路的示意图。与图3的不同之处在于，所述多频点控制电路400还包括：

第一提取单元461，与所述第一开关431和所述第三开关440连接，用于提取所述第一频率信号；第二提取单元462，与所述第二开关440和所述第三开关450连接，用于提取所述第二频率信号。

在一个实施例中，所述第一提取单元461包括：第一带通滤波器4611、第三放大器4612以及第二带通滤波器4613。

在一个实施例中，所述第二提取单元462包括：第三带通滤波器4621、第四放大器4622以及第四带通滤波器4623。

所述控制单元450控制输出所述第一频率信号a(450mhz)时，所述第一开关431与所述第三开关440导通，所述第二开关432与所述第二负载404导通，所述第二频率信号b(500mhz)通过所述第二开关432流向所述第二负载404，所述第一带通滤波器4611与所述第一开关430连接，所述第一频率信号a(450mhz)通过所述第一开关431流向所述第一带通滤波器4611，以提取所述第三信号中的第一频率信号a(450mhz)；所述第三放大器4612与所述第一带通滤波器4611连接，增大所述第一频率信号a(450mhz)的电平，以补偿信号经过滤波造成的电平损耗；所述第三放大器4612与所述第二带通滤波器4613连接，以进一步提取所述第一频率信号a(450mhz)；所述第三开关440与所述第二带通滤波器4613连接，所述控制单元450控制第三开关440与所述第二带通风滤波器4613导通，所述第三开关440与所述第四带通滤波器4623断开，选择输出所述第一频率信号a(450mhz)。

所述控制单元450控制输出所述第二频率信号b(500mhz)时，所述第二开关432与所述第三开关440导通，所述第一开关431与所述第一负载403导通，所述第一频率信号a(450mhz)通过所述第一开关431流向所述第一负载403，所述第三带通滤波器4621与所述第二开关432连接，所述第二频率信号b(500mhz)通过所述第二开关432流向所述第三带通滤波器4621，以提取所述第四信号中的第二频率信号b(500mhz)；所述第四放大器473与所述第三带通滤波器4621连接，增大所述第二频率信号b(500mhz)的电平，以补偿信号经过滤波造成的电平损耗；所述第四放大器4622与所述第四带通滤波器4623连接，以进一步提取所述第二频率信号b(500mhz)；所述第三开关440与所述第四放大器4622连接，所述控制单元450控制所述第三开关440与所述第四带通滤波器4623导通，所述第三开关440与所述第二带通滤波器4613断开，选择输出所述第二频率信号b(500mhz)。

在一个实施例中，所述第一提取单元461可包括多个带通滤波器、放大器，所述第二提取单元462可包括多个带通滤波器、放大器，滤波器实现提取电路中所需要的有用信号，滤除其他谐波和杂散信号，放大器实现整个电路的电平损耗补偿，连接关系以满足各个元件在整个电路中正常工作即可，在此不做具体限制。

通过本实施例中所述的多频点控制电路，采用输入100mhz的参考信号，选择输出450mhz或500mhz的信号，经测试，450mhz信号和500mhz信号的输出幅度在3dbm左右，输出幅度平衡度在2db以内，参考信号100mhz的相位噪声是(-138dbc/hz@10khz)，实际设计输出的两个频点的相位噪声是：频点450mhz(-128dbc/hz@10khz)，频点500mhz(-130dbc/hz@10khz)，输出频点450mhz时，频点500mhz的泄露功率小于75dbc；输出频点500mhz时，频点450mhz的泄露功率小于80dbc，满足整体设计要求。

综上所述，在本发明提供的频点控制电路中，参考信号经过功分器分为两路电路信号，分别通过不同处理单元得到两种不同频率的信号，不同的频率的信号分别连接开关组合。控制单元对开关组合进行控制，当所述控制单元输入控制信号选择输出第一频率信号时，所述第二开关与所述第二负载导通，选择输出所述第二频率信号至所述第二负载以消耗，所述第一开关与第一提取单元导通，所述第一提取单元进一步提取过滤得到所述第一频率信号，并输出所述第一频率信号至所述第三开关，所述第三开关与所述第一提取单元导通，所述三开关与所述第二提取单元断开，所述第三开关输出所述第一频率信号；当所述控制单元输入控制信号选择输出第二频率信号时，所述第一开关与所述第一负载导通，选择输出所述第一频率信号至所述第一负载以消耗，所述第二开关与第二提取单元导通，所述第二提取单元进一步得到所述第二频率信号，提取过滤并输出所述第二频率信号至所述第三开关，所述第三开关与所述第二提取单元导通，所述三开关与所述第一提取单元断开，所述第三开关输出所述第二频率信号，从而实现单一参考信号的输入，多频点信号的选择性输出，整个电路频率输出切换快速，以及选择输出的多频点信号具有高隔离度、低杂散的特点。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。