应用于混合频率综合器中混频器的研究

摘要

随着技术的不断进步，电子、移动通信领域中对频率源的性能提出了越来越高的要求，频谱纯度高、频率步进小和切换时间短已成为频率合成技术的主要研究方向。本文正是基于频率步进小、切换时间短和频谱纯度高的目的，通过比较多种频率合成技术的优缺点，选用综合性能较好的直接数字频率合成(DDS)结合锁相环(PLL)的环外混频结构的混合频率综合器作为研究对象，重点对此种结构的混合频率综合器的相位噪声和杂散性能进行了详细的研究。
　　第一部分详细介绍了PLL和DDS的组成结构与基本原理，重点对PLL的输出相噪、环路稳定性和时域、频域特性进行了详细的分析和仿真验证。对DDS的模型应用matlab进行仿真，分析了DDS的信号合成过程和输出杂散来源，通过数学建模对由相位截断、幅度量化、DAC非线性转换等原因引入的杂散分量的分布情况进行了合理的预测。
　　第二部分首先对环外混频式混合频率综合器中混频器(Mixer)的性能参数做了详细的介绍，并对信号通过Mixer后其输出相噪的变化情况做了理论推导和仿真验证，从而得出输出相噪与输入相噪之间的数学关系。其次，研究了Mixer的性能参数对输出相噪和杂散的影响情况，通过仿真分析，发现主要影响Mixer输出相噪的参数是噪声系数NF，影响输出杂散的参数主要有转换增益和端口隔离度。最后，总结结论并得出规律，为设计Mixer奠定理论基础，也为提高环外混频式混合频率综合器的性能提供技术支撑。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 混频器的介绍

1．2 混频器的发展形势

1．3 论文章节安排

第二章 混合频率综合器的分析与研究

2．1 锁相环频率合成器

2．1．1 锁相环的基本原理

2．1．2 锁相环的主要性能分析

2．1．3 锁相环的噪声性能

2．1．4 锁相环频率合成器的模型仿真

2．2 直接数字频率合成器

2．2．1 DDS的基本原理

2．2．2 DDS的基本结构

2．2．3 DDS的模型仿真

2．2．4 DDS的频谱分析

2．3 DDS+PLL混合频率综合器分析

2．4 本章小结

第三章 混频器的分析与研究

3．1 混频器的工作原理

3．2 混频器的主要性能指标

3．2．1 噪声系数

3．2．2 转换增益

3．2．3 线性度

3．2．4 端口隔离度

3．3 混频器的性能参数对输出相位噪声的影响

3．3．1 信号通过混频器后的相位噪声分析

3．3．2 混频器的参数对相位噪声的影响

3．4 混频器的参数对输出杂散的影响

3．4．1 转换增益对杂散的影响

3．4．2 隔离度对杂散的影响

3．5 本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

致谢