一种基于D触发器的分频装置的制作方法

本实用新型属于一种分频装置，具体涉及一种基于d触发器的分频装置。

背景技术：

通常情况下，一个单频率正弦信号在频域上应该是一个单脉冲，而实际观察中，会发现在频谱上该频率周围起刺，低噪被抬起来了，越靠近信号频率，噪声越高，相位噪声就是描述这种噪声干扰的。相位噪声是衡量频率标准源频稳质量的重要指标，随着频标源性能的不断改善，相应噪声量值越来越小，因此对信号的相位噪声谱的整体要求也越来越高。

对分频器而言，分频器将一单一频率信号的频率降低为原来的1/n，对频率和相位起除的作用，因此分频器的输出相噪相对于输入而言，相位频谱密度理论上应该改善了20lgn(dbc/hz)。但在实际中受限于传统的分频技术，难以达理论中相噪的改善模型。

传统分频技术包括模拟分频技术和数字分频技术。虽然其都能实现信号的分频但却都存在着各自的缺陷：

针对模拟分频技术，实现分频功能需要多个集成分频器件，构成复杂；且对低频信号不好处理当电路的低频频率改变时，在某一频域内，谱线密度较稀，间距较大，不能在一个频域内获得较多的频率。同时传统模拟分频更多的是实现2、4、8等2的次方的分频。若像3、10分频的情况，系统构成则会更加复杂，难以实现。

针对数字分频技术，虽然能够基于计数器技术较为方便的实现分频，构成相对简单；但同时其会引入半导体噪声，恶化信号的质量。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种基于d触发器的分频装置，解决了传统模拟分频技术构成复杂，低频难以处理的缺点以及传统数字分频技术会恶化信号质量的弊端，相位噪声无法达到理论情况的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于d触发器的分频装置，包括功分器、数字分频器、d触发器以及滤波器，所述功分器其中一输出端a电连接数字分频器的输入端，数字分频器的输出端电连接d触发器的数据输入端；功分器另一输出端b电连接d触发器的时钟输入端；所述d触发器的输出端电连接滤波器；所述功分器的输入端作为所述分频装置的输入端，所述滤波器输出端作为所述分频装置输出端。信号源通过功分器功分两路，一路到数字分频模块，能够较为简单的在0～65535范围之间进行任意整数倍的分频；另一路到d触发器，对数字分频模块输出的分频信号进行打拍，消除恶化信号的情况；只要能够保证信号源的信号质量，由d触发器输出的信号经过滤波电路后，就能够获得高精度、高稳定度的低频信号从而能够有效改善信号的相位噪声，使得相位噪声达到理论情况；该方案解决了传统模拟分频技术构成复杂，低频处理不好的缺点以及解决了传统数字分频技术恶化信号质量的缺陷；该方案具有设计简单，用途广泛的优点；

在以上技术的基础上，功分器的输入端还电连接有放大器a；放大器a的输入端作为所述分频装置的信号输入端。在信号源输入端，可能会出现输入幅度过低、功率不够，达不到驱动整个系统的情况，为解决这个问题，通过在信号源输入端后级、功分器前级，加一级或多级放大器；扩展信号幅度或增加信号功率，根据不同应用场景，应用于不同的功率，达到能够驱动整个系统的理想状态。

在以上技术的基础上，功分器为一分二功分器、多路功分器或1驱n时钟buffer，所述n为大于1的整数。功分器可扩展为n路功分，可与后级电路构成多个分频网络，实现多路驱动的功能，扩展该设计方案的能够适用的环境；功分器也可用1驱n时钟buffer代替，用时钟buffer来复制信号源，提供更高的激励电平；根据使用情况，选择不同的配置；方波适用时钟buffer的方案，正弦波则适用功分器的方案。

在以上技术的基础上，功分器与数字分频器之间电连接有放大器b；所述功分器与d触发器之间电连接有放大器c。在功分器后级加上放大器，能够实现精确调控每一路信号幅度或增加信号功率，使得信号上升沿足够陡峭，达到能够驱动后级电路的状态；同时该方案也能够改善信号的底噪。

在以上技术的基础上，d触发器级联有多个d触发器。d触发器部分通过配置为多个d触发器级联，通过这种方式能够增加信号驱动能力，改善信号底噪。

在以上技术的基础上，滤波器为模拟滤波器。

在以上技术的基础上，模拟滤波器采用分立器件或集成模块实现滤波。

在以上技术的基础上，数字分频器采用分立器件门电路或fpga/cpld等可编程数字分频器。

在以上技术的基础上，数字分频器为fpga数字分频器。通过fpga数字分频器能够方便简单的实现需要的奇偶分频。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1.本实用新型信号源通过功分器功分两路，一路到基于fpga的数字分频模块，能够较为简单的在0～65535范围之间进行任意整数倍的分频；另一路到d触发器，对数字分频模块输出的分频信号进行打拍，消除恶化信号的情况。只要能够保证信号源的信号质量，由d触发器输出的信号经过滤波电路后，就能够获得高精度、高稳定度的低频信号从而能够有效改善信号的相位噪声，使得相位噪声接近理论水平；该方案解决了传统模拟分频技术构成复杂，低频处理不好的缺点以及解决了传统数字分频技术恶化信号质量的缺陷；该方案具有设计简单，用途广泛的优点；能够根据设计需要，方便简单的实现需要的奇偶分频；能够为信号的相噪的要求越来越高的技术难点提供一种解决方案；分频输出的高精度、高稳定度的低频信号能够广泛应用于无线电和电子技术领域中；

2.本实用新型在信号源输入端，可能会出现输入幅度过低、功率不够，达不到驱动整个系统的情况，为解决这个问题，通过在信号源输入端后级、功分器前级，加一级或多级放大器；扩展信号幅度或增加信号功率，根据不同应用场景，应用于不同的功率，达到能够驱动整个系统的理想状态。

3.在功分器后级加上放大器，能够实现精确调控每一路信号幅度或增加信号功率，使得信号上升沿足够陡峭，达到能够驱动后级电路的状态；同时该方案也能够改善信号的底噪。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型的功分器前级设置有放大器的模块图。

图3是本实用新型功分器多路功分器的电路原理图。

图4是本实用新型功分器后级加上放大器的电路原理图。

图5是本实用新型d触发器级联有多个d触发器示意图。

图6是本实用新型滤波器通过模拟滤波的示意图。

图7是本实用新型数字分频器采用分立器分频或fpga数字分频器的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本实用新型的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本实用新型的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种基于d触发器的分频装置，包括功分器、数字分频器、d触发器以及滤波器，所述功分器其中一输出端a电连接数字分频器的输入端，数字分频器的输出端电连接d触发器的数据输入端；功分器另一输出端b电连接d触发器的时钟输入端；所述d触发器的输出端电连接滤波器；所述功分器的输入端作为所述分频装置的输入端，所述滤波器输出端作为所述分频装置输出端。信号源通过功分器功分两路，一路到数字分频模块，能够较为简单的在0～65535范围之间进行任意整数倍的分频；另一路到d触发器，对数字分频模块输出的分频信号进行打拍，消除恶化信号的情况。只要能够保证信号源的信号质量，由d触发器输出的信号经过滤波电路后，就能够获得高精度、高稳定度的低频信号从而能够有效改善信号的相位噪声，使得相位噪声达到理论情况；该方案解决了传统模拟分频技术构成复杂，低频处理不好的缺点以及解决了传统数字分频技术恶化信号质量的缺陷；该方案具有设计简单，用途广泛的优点；

具体实施时，如图2所示，功分器的输入端还电连接有放大器a；放大器a的输入端作为所述分频装置的信号输入端。在信号源输入端，可能会出现输入幅度过低、功率不够，达不到驱动整个系统的情况，为解决这个问题，通过在信号源输入端后级、功分器前级，加一级或多级放大器；扩展信号幅度或增加信号功率，根据不同应用场景，应用于不同的功率，达到能够驱动整个系统的理想状态。

具体实施时，如图3所示，功分器为一分二功分器、多路功分器或1驱n时钟buffer，所述n为大于1的整数。功分器可扩展为n路功分，可与后级电路构成多个分频网络，实现多路驱动的功能，扩展该设计方案的能够适用的环境；功分器也可用1驱n时钟buffer代替，用时钟buffer来复制信号源，提供更高的激励电平；根据使用情况，选择不同的配置；方波适用时钟buffer的方案，正弦波则适用功分器的方案。

如图4所示，功分器与数字分频器之间电连接有放大器b；所述功分器与d触发器之间电连接有放大器c。在功分器后级加上放大器，能够实现精确调控每一路信号幅度或增加信号功率，使得信号上升沿足够陡峭，达到能够驱动后级电路的状态；同时该方案也能够改善信号的底噪。

如图5所示，d触发器级联有多个d触发器。d触发器部分通过配置为多个d触发器级联，级联方式为并联，数量为n，n＝1,2,3……，通过这种方式能够增加信号驱动能力，改善信号底噪。

如图6所示，滤波器为模拟滤波器。模拟滤波是以r,l,c及运放等模拟器件实现对无用信号的滤除，根据器件的不同又可分为无源滤波和有源滤波两种；同时模拟滤波可使用分立器件来实现，但在构建某些复杂的高阶滤波器时，元件需要的数量较多，不仅造成电路体积庞大，精度也不能完全保证；这时滤波部分更多的是使用集成的集成滤波器，即可解决面临的问题。用户可根据集成度需求、价格等方面考虑，选择合适的滤波方案；

具体实施时，如图7所示，数字分频器采用分立器件门电路分频器；或数字分频器为fpga数字分频器；通过fpga数字分频器能够方便简单的实现需要的奇偶分频。用户可根据不同的电路需求，选择合适的数字分频方案。

本实用新型能够为信号的相噪的要求越来越高的技术难点提供一种解决方案；分频输出的高精度、高稳定度的低频信号能够广泛应用于无线电和电子技术领域中。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。