低相位噪声的微波本振信号发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信技术领域，具体涉及一种低相位噪声的微波本振信号发生器。
【背景技术】
[0002]本振信号是本地振荡器产生的振荡信号的简称。在通信系统中，本振信号的基本功能是频率变换，常用于混频、倍频和分频等处理，因此，本振信号发生器可以说是通信系统中不可缺少的关键元件之一，本振信号发生器的构建离不开晶体振荡器和锁相环。锁相环是无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，其利用反馈控制原理实现频率及相位的同步，使电路输出的时钟与其外部的参考时钟保持同步。当参考时钟的频率或相位发生改变时，锁相环会检测到这种变化，并且通过其内部的反馈系统来调节输出频率，直到两者重新同步，这种同步又称为“锁相”，由此实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环通常由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三部分组成，其中，鉴相器用来鉴别输入信号与输出信号之间的相位差，并输出误差电压。误差电压中的噪声和干扰成分被低通性质的环路滤波器滤除，形成压控振荡器的控制电压。控制电压作用于压控振荡器的结果是把它的输出振荡频率拉向环路输入信号频率，当二者相等时，环路被锁定。同轴谐振振荡器是一种特殊类型的压控振荡器，它通过使用高Q值的陶瓷谐振器作为稳频元件，利用极低增益和宽输入调谐电压来实现超低相位噪声，通常用于窄带专用移动无线电和陆地移动无线电领域。
[0003]所述的相位噪声是振荡器或锁相环在频域中的表现，频域中的相位噪声相当于时域中的抖动，它是锁相环中各器件所产生噪声的均方根和。一般来说，压控振荡器在5?6GHz频段的相位噪声比其在3GHz频段的相位噪声更加严重，而同频段的同轴谐振振荡器的相位噪声则比较理想。因此，为了获得较低的相位噪声，可以采用高Q值且低噪声的同轴谐振振荡器来替代普通的压控振荡器，但是同轴谐振振荡器本身固有的特性又决定了其工作频段比较窄，难于在整个频段范围内满足对压控振荡器的要求。
[0004]鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种低相位噪声的微波本振信号发生器，其以多个同轴谐振振荡器来取代原有普通的压控振荡器，在降低相位噪声的同时又解决了同轴谐振振荡器固有的工作频段狭窄的问题藉以满足微波本振信号发生器在整个工作频段范围对压控振荡器的要求。
[0006]本发明的目的是这样来达到的，一种低相位噪声的微波本振信号发生器，其特征在于:包括晶振、锁相环芯片、环路滤波器、电子开关、第一同轴谐振振荡器以及第二同轴谐振振荡器，所述的晶振输出端连接锁相环芯片的输入端，所述的锁相环芯片的输出端连接环路滤波器的输入端，所述的环路滤波器的输出端与第一同轴谐振振荡器的输入端以及第二同轴谐振振荡器的输入端连接，所述的第一同轴谐振振荡器的输出端与第二同轴谐振振荡器的输出端共同连接锁相环芯片的输入端，并作为微波本振信号发生器的输出端，所述的电子开关的两输出端分别与第一同轴谐振振荡器的控制端以及第二同轴谐振振荡器的控制端连接。
[0007]在本发明的一个具体的实施例中，所述的第一、第二同轴谐振振荡器的控制端分别为第一、第二同轴谐振振荡器的外部电压供电端。
[0008]在本发明的另一个具体的实施例中，所述的第一、第二同轴谐振振荡器为低相位噪声同轴谐振振荡器。
[0009]在本发明的又一个具体的实施例中，所述的电子开关包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3以及第四晶体管Q4，第一晶体管Q1的基极连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端作为电子开关的一控制输入端连接外部控制设备，第一晶体管Q1的集电极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端与第二晶体管Q2的基极以及第三电阻R3的一端连接，第二晶体管Q2的集电极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端连接第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端连接第一电容C1的一端，并作为电子开关的一输出端连接第一同轴谐振振荡器，第三晶体管Q3的基极连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端作为电子开关的另一控制输入端连接外部控制设备，第三晶体管Q3的集电极连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端与第四晶体管Q4的基极以及第七电阻R7的一端连接，第四晶体管Q4的集电极与第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端连接第二电感L2的一端，第二电感L2的另一端连接第二电容C2的一端，并作为电子开关的另一输出端连接第二同轴谐振振荡器，第三电阻R3的另一端、第二晶体管Q2的发射极、第七电阻R7的另一端以及第四晶体管Q4的发射极共同连接+5V直流电源，第一晶体管Q1的发射极、第一电容C1的另一端、第三晶体管Q3的发射极以及第二电容C2的另一端共同接地。
[0010]在本发明的再一个具体的实施例中，所述的环路滤波器包括第九电阻R9、第三电容C3、第四电容C4以及第五电容C5,第九电阻R9的一端与第五电容C5的一端连接，第九电阻R9的另一端与第三电容C3的一端以及第四电容C4的一端连接，第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端以及第五电容C5的另一端共同接地，第九电阻R9的一端作为环路滤波器的输入端与所述的锁相环芯片的输出端连接，第五电容C5的一端作为环路滤波器的输出端与第一同轴谐振振荡器的输入端以及第二同轴谐振振荡器的输入端连接。
[0011]本发明由于采用了上述结构，利用同轴谐振振荡器来代替原有普通的压控振荡器，能够降低本振信号发生器的相位噪声；另外，利用电子开关的切换功能对同轴谐振振荡器的工作电压进行开关切换控制，从而可以根据所需要的频率来切换不同的同轴谐振振荡器，达到所需要覆盖的微波信号频率范围。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的原理框图。
[0013]图2为本发明所述的电子开关的一实施例电原理图。
[0014]图3为本发明所述的环路滤波器的一实施例电原理图。
【具体实施方式】
[0015]申请人将在下面结合附图对本发明的【具体实施方式】详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
[0016]请参阅图1，一种低相位噪声的微波本振信号发生器，包括晶振、锁相环芯片、环路滤波器、电子开关、第一同轴谐振振荡器以及第二同轴谐振振荡器。在本实施例中，所述的锁相环芯片采用凌特公司的LTC6945 ;所述的第一、第二同轴谐振振荡器为CRYSTEK公司的低相位噪声同轴谐振振荡器；另外，电子开关是指利用电力电子器件实现电路通断的运行单元，分为数字电子开关和模拟电子开关。数字电子开关是一种用电子元件组成的双稳态电路，这种电路种类繁多，可以通过分立元件或集成电路实现，常见的数字电子开关有D触发器、J-K触发器、晶闸管、光电开关、各种开关型数字传感器等，可用于开关电源、信号检测与识别等应用；模拟电子开关也叫固态继电器，不具有活动接点部份，因此不具有磨损之虑，可以反复使用、寿命长、不受使用环境限制，模拟电子开关可通过三极管的截止饱和特性来实现开关选择，将三极管截止看作断开，将三极管饱和看作导通。三极管开关的动作速度较一般的开关快，一般开关的启闭时间以毫秒来计算，而三极管的开关时间则以微秒计算。所述的晶振输出端连接锁相环芯片的输入端，所述的锁相环芯片的输出端连接环路滤波器的输入端，所述的环路滤波器的输出端与第一同轴谐振振荡器的输入端以及第二同轴谐振振荡器的输入端连接，所述的第一同轴谐振振荡器的输出端与第二同轴谐振振荡器的输出端共同连接锁相环芯片的输入端，