一种频率源、信息处理方法及电子设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种频率源、信息处理方法及电子设备，所述频率源包括：晶振单元；谐波获取单元，与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号；倍频锁相单元，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。本发明提供的上述频率源，解决现有技术中频率源产生的输出信号存在较大相位噪声的技术问题。
【专利说明】
_种频率源、信息处理方法及电子设备
技术领域
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种频率源、信息处理方法及电子设备。【背景技术】
[0002]相位噪声特性是频率源设计的一个关键技术指标。影响相位噪声指标的因素很多，包括参考信号的相位噪声，锁相环芯片的鉴相器底噪，输出信号的频率范围等。频率源相位噪声越低，则信号处理系统的接收机灵敏度就越高，接收机带宽也越宽，信号分辨率也越高。因此低相位噪声的频率源永远都是频率源设计中的一个热门研究课题。
[0003]通过锁相方式实现的频率源，其输出信号相位噪声=锁相环芯片鉴相器底噪+ 101gf0+201gN。其中，f0为鉴相频率，N为输出信号频率与鉴相频率的比值。由于系统要求的相位噪声是越小越好，因此在鉴相器底噪不变的情况下，即要求101gf0+201gN的值越小越好。然而，现有技术中的锁相环芯片的鉴相频率一般小于等于晶体振荡器输出的参考频率。 而市场上绝大多数晶体振荡器的输出频率都在100MHz以内。这样带来的问题就是，如果要求频率源输出的频率很高，比如10GHz，那么N值就会很大。这使得10lgf 0+201gN的值会很大，从而使得输出信号的相位噪声严重恶化。所以，现有技术中频率源产生的输出信号存在较大相位噪声的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种频率源、信息处理方法及电子设备，用于解决现有技术中频率源产生的输出信号存在较大相位噪声的技术问题。
[0005]本发明实施例一方面提供了一种频率源，包括:[〇〇〇6]晶振单元；
[0007]谐波获取单元，与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号；
[0008]锁相倍频单元，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0009]可选的，所述谐波获取单元具体包括:
[0010]放大器，与所述晶振单元连接，用于对所述晶振单元产生的信号进行放大处理；
[0011]滤波器，与所述放大器连接，用于对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。
[0012]可选的，所述锁相倍频单元具体包括:
[0013]数字鉴相器，与所述滤波器串联；
[0014]环路滤波器，与所述数字鉴相器串联；
[0015]压控振荡器，与所述环路滤波器串联；
[0016]分频器，分别与所述数字鉴相器和所述压控振荡器连接，与所述数字鉴相器、所述环路滤波器和所述压控振荡器的串联电路并联，形成负反馈电路。
[0017]可选的，所述频率源还包括:
[0018]放大滤波器，与所述压控振荡器连接，用于对所述压控振荡器输出的所述输出信号进行放大滤波处理。
[0019]可选的，所述晶振单元包括恒温晶体振荡器。
[0020]本发明实施例另一方面提供一种信息处理方法，包括:
[0021]获得晶振单元产生的谐波信号；
[0022]对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0023]可选的，所述获得晶振单元产生的谐波信号，具体包括:[〇〇24]对所述晶振单元产生的信号进行放大处理；
[0025]对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。
[0026]可选的，所述对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号，具体包括:
[0027]对所述谐波信号进行倍频锁相处理；[〇〇28]对处理后的谐波信号进行放大滤波处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0029]本发明实施例另一方面提供一种电子设备，包括:
[0030]第一获取单元，用于获得晶振单元产生的谐波信号；
[0031]第一输出单元，用于对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0032]本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果:
[0033]1、由于在本申请实施例中的技术方案中，设计的频率源包括:晶振单元;谐波获取单元，与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号;锁相倍频单元，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。这样，在晶振单元的输出之后加入了谐波获取单元，通过谐波获取单元选择晶体单元输出的基波频率(f〇)的第M次谐波分量(频率为MXfO)，将该谐波信号作为锁相倍频单元的鉴相频率，最终通过锁相倍频单元产生所要需要的较高的输出频率，保证输出信号的低相位噪声特性。所以，能有效解决现有技术中频率源产生的输出信号存在较大相位噪声的技术问题。
[0034]2、由于在本申请实施例中的技术方案中，谐波获取单元包括:放大器，与所述晶振单元连接，用于对所述晶振单元产生的信号进行放大处理;滤波器，与所述放大器连接，用于对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。由于晶振单元产生的谐波的功率较基波的功率低10dB?20dB，在晶振单元输出之后进行信号放大和谐波频率选择的目的是为了提高锁相倍频单元的鉴相频率，从而减小鉴相频率与输出信号的比值，提高晶振谐波频率的功率，以满足锁相倍频单元对鉴相频率的功率要求，实现输出信号的低相位噪声特性。
[0035]3、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了所述频率源还包括:放大器滤波器，与所述压控振荡器连接，用于对所述压控振荡器输出的所述输出信号进行放大滤波处理的技术手段。这样，可以获得的没有其它干扰信号的较高频率的输出信号。【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术方案中的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
[0037]图1为本申请实施例一中一种频率源的结构示意图；
[0038]图2为本申请实施例一中现有技术中频率源结构示意图；[〇〇39]图3为本申请实施例二中一种信息处理方法的流程图；
[0040]图4为本申请实施例三中一种电子设备的结构图。【具体实施方式】
[0041]本发明实施例提供一种频率源、信息处理方法及电子设备，用于解决现有技术中频率源产生的输出信号存在较大相位噪声的技术问题。[〇〇42]为解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种频率源，总体思路如下:[〇〇43]晶振单元；
[0044]谐波获取单元，与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号；
[0045]锁相倍频单元，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0046]由于在本申请实施例中的技术方案中，设计的频率源包括:晶振单元;谐波获取单元，与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号；锁相倍频单元，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。这样，在晶振单元的输出之后加入了谐波获取单元，通过谐波获取单元选择晶体单元输出的基波频率(f〇)的第M次谐波分量(频率为MXfO)，将该谐波信号作为锁相倍频单元的鉴相频率，最终通过锁相倍频单元产生所要需要的较高的输出频率，保证输出信号的低相位噪声特性。所以，能有效解决现有技术中频率源产生的输出信号存在较大相位噪声的技术问题。
[0047]下面结合附图对本申请实施例技术方案的主要实现原理、【具体实施方式】及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。
[0048] 实施例一
[0049]请参考图1，本发明实施例提供一种频率源，包括:[〇〇5〇]晶振单元1〇;
[0051]谐波获取单元20,与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号； [〇〇52]锁相倍频单元30，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。[0〇53]具体的，在本实施例中，所述谐波获取单元20具体包括:[〇〇54]放大器21，与所述晶振单元10连接，用于对所述晶振单元10产生的信号进行放大处理；
[0055]滤波器22，与所述放大器21连接，用于对经所述放大器21放大后的信号进行滤波， 获得所述谐波信号。[0〇56]所述锁相倍频单元30具体包括:[〇〇57]数字鉴相器31，与所述滤波器22串联；[〇〇58]环路滤波器32，与所述数字鉴相器31串联；
[0059]压控振荡器33，与所述环路滤波器32串联；
[0060]分频器34,分别与所述数字鉴相器31和所述压控振荡器33连接，与所述数字鉴相器31、所述环路滤波器32和所述压控振荡器33的串联电路并联，形成负反馈电路。[〇〇61] 所述频率源还包括:放大器滤波器40，与所述压控振荡器33连接，用于对所述压控振荡器33输出的所述输出信号进行放大滤波处理。
[0062]其中，所述晶振单元10包括恒温晶体振荡器。
[0063]具体的，在本实施例中，晶体单元10的作用是为锁相倍频单元30中的数字鉴相器 31提供一个参考信号，在产生参考信号的同时还会产生高次谐波信号。在本实施例中，晶振单元10可以是低相噪、高温度稳定度的恒温晶体振荡器。当晶振单元10产生参考信号后，所有的信号传输至谐波获取单元20,由于晶振单元10产生的谐波的功率较基波的功率低 10dB-20dB，所以，谐波获取单元20中的放大器21对接收到得信号进行放大处理，提高锁相倍频单元的鉴相频率，从而减小鉴相频率与输出信号的比值，提高晶振谐波频率的功率，以满足锁相倍频单元对鉴相频率的功率要求，实现输出信号的低相位噪声特性，进而通过滤波器22即可获得需要进行鉴相的M次谐波信号。[〇〇64]进而，获得需要鉴相的M次谐波信号后，M次谐波信号传输至锁相倍频单元30，锁相倍频单元30对其进行倍频鉴相处理后，输出相位较为稳定的且频率较高的输出信号。具体的，M次谐波信号与压控振荡器33通过分频器34所在的负反馈电路返回的频率在数字鉴相器31中进行鉴相，数字鉴相器31在对这两个信号进行相位比较后，输出一个反映两个信号相位差的差拍信号送到环路滤波器32,经过环路滤波器32滤除高频信号后，环路滤波器输出电压信号控制压控振荡器33的输出频率，从而将压控振荡器33的输出锁定在M次谐波信号的谐波频率的整数倍上。比如:数字鉴相器31的输入的频率为fi，压控振荡器33的输出频率为f〇,反馈至数字鉴相器31的信号为fO/N，其中，N为分频器34的倍频比。此时，当环路锁定时，数字鉴相器31的两路输入信号为fi与fO/N，数字鉴相器31的两个输入信号频率相等， 即:fi = f0/N，f0 = N*fi。通过这样的方式，即可得到与谐波信号的频率成整数倍频率的信号。
[0065]在本实施例中，采用数字鉴相器进行鉴相，电路简单，但是采用数字鉴相器件，器件底噪较高，如直接采用晶振产生的参考信号鉴相，不能有效利用晶振的低相噪特性，因此采用晶振产生的谐波信号进行鉴相，提高鉴相频率信号的相位噪声到数字鉴相器底噪之上，以充分利用晶振低相噪特性，不被数字鉴相器件底噪淹没。
[0066]进一步，在本实施例中，压控振荡器33输出锁定后的输出信号后，为了能够得到没有噪音的输出信号，还需要设置放大滤波器对压控振荡器33输出的较高频率的信号进行放大滤波，得到频率源所需要产生的输出信号。
[0067]在现有技术中，如图2所示，通过锁相方式实现的频率源，其输出信号相位噪声= 数字鉴相器底噪+101gf0+201gN’，其中f0为数字鉴相器的鉴相频率，N为输出信号频率与鉴相频率的比值。由于系统要求的相位噪声是越小越好，因此在鉴相器底噪不变的情况下，即要求101gf0+201gN’的值越小越好。然而，数字鉴相器的鉴相频率一般小于等于晶振单元输出的参考频率。而市场上绝大多数晶体振荡器的输出频率都在100MHz以内。这样带来的问题就是，如果要求频率源输出的频率很高，比如10GHz，那么N值就会很大。这使得101gf0+ 201gN’的值会很大，从而使得输出信号的相位噪声严重恶化。
[0068]利用本实施例中的频率源，如图1所示的锁相式低相位噪声频率源，其实现低相位噪声特性的原理是:
[0069]假设如图2所示的技术方案和如图1所示的技术方案输出相同的频率信号(S卩N’ = MXN)，根据锁相环输出信号相位噪声公式，图2所示技术方案输出信号的相位噪声=锁相环芯片鉴相器底噪+101gf0+201g MXN(由于N=MXN)，可推出输出信号的相位噪声=锁相环芯片鉴相器底噪+101gf0+201g M+201g N。
[0070]图1所示技术方案输出信号的相位噪声=锁相环芯片鉴相器底噪+ 101gMXf0+ 201gN。比较这两个计算公式可知，本发明提出的锁相式低相位噪声频率源相比传统方案， 其相位噪声特性理论上可以优化101gM。
[0071]如图1所示的锁相式低相位噪声频率源，具体取晶振单元的几次谐波作为数字鉴相器的鉴相频率要根据实际情况而定。根据上面的介绍可知，取的谐波次数越大，输出信号的相位噪声越低。但是这里也要受到两方面的限制，一是锁相环芯片所能接受的最大鉴相频率，二是最终的输出信号频率大小，即要求1。[〇〇72]实施例二[〇〇73]请参考图3,基于与实施例一同样的发明构思，本申请实施例还提供一种信息处理方法，包括:[〇〇74]S101:获得晶振单元产生的谐波信号；[〇〇75]S102:对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。[〇〇76]可选的，所述获得晶振单元产生的谐波信号，具体包括:[〇〇77]对所述晶振单元产生的信号进行放大处理；
[0078]对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。
[0079]可选的，所述对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号，具体包括:
[0080]对所述谐波信号进行倍频锁相处理；
[0081]对处理后的谐波信号进行放大滤波处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0082]实施例三[〇〇83]请参考图4,基于与实施例一同样的发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括:[〇〇84]第一获取单元401，用于获得晶振单元产生的谐波信号；[〇〇85]第一输出单元402,用于对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0086]可选的，所述第一获取单元具体包括:
[0087]第一放大模块，用于对所述晶振单元产生的信号进行放大处理；
[0088]第一对滤波模块，用于经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号
[0089]可选的，所述第一输出单元具体包括:
[0090]第一处理模块，用于对所述谐波信号进行倍频锁相处理；
[0091]第一放大滤波模块，用于对处理后的谐波信号进行放大滤波处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0092]通过本申请实施例中的一个或多个技术方案，可以实现如下一个或多个技术效果:
[0093]1、由于在本申请实施例中的技术方案中，设计的频率源包括:晶振单元;谐波获取单元，与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号;锁相倍频单元，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。这样，在晶振单元的输出之后加入了谐波获取单元，通过谐波获取单元选择晶体单元输出的基波频率(f〇)的第M次谐波分量(频率为MXfO)，将该谐波信号作为锁相倍频单元的鉴相频率，最终通过锁相倍频单元产生所要需要的较高的输出频率，保证输出信号的低相位噪声特性。所以，能有效解决现有技术中频率源产生的输出信号存在较大相位噪声的技术问题。
[0094]2、由于在本申请实施例中的技术方案中，谐波获取单元包括:放大器，与所述晶振单元连接，用于对所述晶振单元产生的信号进行放大处理;滤波器，与所述放大器连接，用于对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。由于晶振单元产生的谐波的功率较基波的功率低10dB?20dB，在晶振单元输出之后进行信号放大和谐波频率选择的目的是为了提高锁相倍频单元的鉴相频率，从而减小鉴相频率与输出信号的比值，提高晶振谐波频率的功率，以满足锁相倍频单元对鉴相频率的功率要求，实现输出信号的低相位噪声特性。
[0095]3、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了所述频率源还包括:放大器滤波器，与所述压控振荡器连接，用于对所述压控振荡器输出的所述输出信号进行放大滤波处理的技术手段。这样，可以获得的没有其它干扰信号的较高频率的输出信号。
[0096]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0097]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0098]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0099]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0100]具体来讲，本申请实施例中的分类对应的计算机程序指令可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上，当存储介质中的与分类对应的计算机程序指令被一电子设备读取或被执行时，包括如下步骤:
[0101]获得晶振单元产生的谐波信号；
[0102]对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0103]可选的，所述存储介质中存储的与步骤:确定网络中的至少一个结点对应的计算机程序指令在被执行时，具体包括如下步骤:
[0104]基于网络地址与端口信息确定所述网络中的至少一个结点。
[0105]可选的，所述存储介质中存储的与步骤:获得晶振单元产生的谐波信号对应的计算机程序指令在被执行时，具体包括如下步骤:
[0106]对所述晶振单元产生的信号进行放大处理；
[0107]对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。
[0108]可选的，所述存储介质中存储的与步骤:对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号对应的计算机程序指令在被执行时，具体包括如下步骤:
[0109]对所述谐波信号进行倍频锁相处理；
[0110]对处理后的谐波信号进行放大滤波处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。
[0111]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0112]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1 ? 一种频率源，包括:晶振单元；谐波获取单元，与所述晶振单元连接，用于获得所述晶振单元产生的谐波信号；锁相倍频单元，与所述参考晶振谐波生成单元连接，用于接收所述谐波信号，输出与所 述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。2.如权利要求1所述的频率源，其特征在于，所述谐波获取单元具体包括:放大器，与所述晶振单元连接，用于对所述晶振单元产生的信号进行放大处理；滤波器，与所述放大器连接，用于对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。3.如权利要求2所述的频率源，其特征在于，所述锁相倍频单元具体包括:数字鉴相器，与所述滤波器串联；环路滤波器，与所述数字鉴相器串联；压控振荡器，与所述环路滤波器串联；分频器，分别与所述数字鉴相器和所述压控振荡器连接，与所述数字鉴相器、所述环路 滤波器和所述压控振荡器的串联电路并联，形成负反馈电路。4.如权利要求3所述的频率源，其特征在于，所述频率源还包括:放大滤波器，与所述压控振荡器连接，用于对所述压控振荡器输出的所述输出信号进 行放大滤波处理。5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的频率源，其特征在于，所述晶振单元包括恒温 晶体振荡器。6.—种信息处理方法，包括:获得晶振单元产生的谐波信号；对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获得晶振单元产生的谐波信号，具体包 括:对所述晶振单元产生的信号进行放大处理；对经所述放大器放大后的信号进行滤波，获得所述谐波信号。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输 出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的输出信号，具体包括:对所述谐波信号进行倍频锁相处理；对处理后的谐波信号进行放大滤波处理，输出与所述谐波信号相位一致且频率倍增的 输出信号。9.一种电子设备，包括:第一获取单元，用于获得晶振单元产生的谐波信号；第一输出单元，用于对所述谐波信号进行倍频锁相处理，输出与所述谐波信号相位一 致且频率倍增的输出信号。
【文档编号】H03L7/093GK106059571SQ201610344091
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】朱中浩, 杨光, 宋烨曦, 孙敏
【申请人】四川九洲电器集团有限责任公司