锁相环环路滤波器对输出信号相位噪声的影响

摘要

随着时代的发展以及科技的进步，锁相环的应用越来越广泛并成为了现代通讯技术中一个非常重要的模块，能够跟踪输入信号相位和频率并将此信号锁定于高稳定参考信号的系统。由于锁相环电路具有的窄带、跟踪、滤波等优点，因此在现有的雷达系统中，普遍采用由锁相环构成的频率综合器。但是由于雷达技术的提高，对于系统的性能有了更高的要求，相位噪声成了主要限制雷达系统性能的因素之一。
　　 在现代高性能雷达中，需要在大的反射干扰信号存在时分离出小的有用的回波信号，其系统性能受到载波相位噪声的限制，同时本振信号边带相位噪声电平也将直接影响接收机的选择性和动态范围。数字锁相频率综合器由参考信号、鉴相器、可编程分频器、压控振荡器以及环路滤波器组成。环路滤波器中的有源和无源器件均有噪声产生，此类噪声会叠加在输出信号上，从而恶化输出信号的相位噪声。所以环路滤波器的噪声分析非常重要。
　　 鉴于此分析对整个系统的重要性，本人进行了锁相环路的设计。在锁相环路中采用了控制变量法，对环路滤波器中的有源以及无源器件的相位噪声分别进行了比较，同时针对有源环路滤波器中电阻值对相位噪声的影响进行了测试，并得到最后试验结果。本文先介绍了锁相环的工作原理，环路滤波器的设计并对相位噪声的理论进行了阐述。然后对有源以及无源器件对相位噪声的影响进行了理论分析。接着详细论述了试验过程中所用到的锁相环路的设计与调试，以及在调试的过程中针对有源以及无源环路滤波器对环路相位噪声的影响进行的试验及其结果，并给出结论。