頻率源技術(shù)

頻率源即頻率合成器。它廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、電子對(duì)抗、遙感遙測(cè)及電子儀器領(lǐng)域。

頻率合成器是由一個(gè)或幾個(gè)高穩(wěn)定的參考頻率，產(chǎn)生出所需頻率的裝置。它往往是電子設(shè)備的心臟。頻率合成器的實(shí)現(xiàn)有只采用倍頻、分頻和混頻手段的直接頻率合成，鎖相環(huán)（PLL）頻率合成和直接數(shù)字頻率合成（DDS）這三種基本方法。但在很多場(chǎng)合，一個(gè)頻率合成器往往是這些基本方法的綜合運(yùn)用。

相位噪聲PhaseNoise：由于電路中的各種隨機(jī)噪聲信號(hào)對(duì)輸出頻率的調(diào)頻/調(diào)相，使輸出頻率存在隨機(jī)的瞬時(shí)抖動(dòng)，即頻率合成器有一個(gè)短期頻率穩(wěn)定度指標(biāo)。該指標(biāo)可以用阿侖方程表征，但測(cè)量不便。從頻域來(lái)看，輸出譜不再是單一譜線，而是在中心譜線兩側(cè)有一個(gè)噪聲譜的邊帶。噪聲邊帶能量越大，意味著短期頻率穩(wěn)定度越低，相位噪聲即頻率源短期頻率穩(wěn)定度的頻域表征。相位噪聲較方便的測(cè)試方法即輸出頻率的功率與距離該頻率的某處的單邊帶1Hz帶寬內(nèi)的噪聲能量之比。相位噪聲很容易從頻譜儀上測(cè)量，其單位為dBc/Hz@kHz。

輸出頻率范圍：AvailableFrequency頻率合成器在滿足技術(shù)指標(biāo)條件下能產(chǎn)生出的頻率范圍，以下采用微波頻段常用的劃分來(lái)指明工作頻率，而所列出的技術(shù)指標(biāo)一般指在本頻段中心頻附近的指標(biāo)。

頻段符號(hào) Symbol of Waveband	VHF	P	L	S	C	X	Ku
頻率區(qū)間 Waveband Range GHz	0.01~ 0.225	0.225~ 0.39	0.39~ 1.55	1.55~3.9	3.9~6.2	6.2~10.9	10.9~18
中心頻率 Centre Frequency GHz	0.1	0.3	1	2.7

跳頻間隔StepSize：跳頻間隔又稱步長(zhǎng)或頻率分辨率該指標(biāo)是指跳頻源的相鄰兩頻點(diǎn)的間隔。

頻率漂移TemperatureStabilityandAgingRate：由于溫度變化及器件老化等因素影響。輸出頻率會(huì)發(fā)生較慢的變化，即頻率合成器有長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度指標(biāo)，俗稱頻率漂移。頻率漂移分為溫漂和時(shí)漂，頻率溫漂用工作溫度范圍內(nèi)頻率的相對(duì)變化率表示，單位為ppm(10-6)，常用的頻率時(shí)漂指標(biāo)之一為一年內(nèi)頻率的相對(duì)變化率。實(shí)際上，以上頻率溫漂和時(shí)漂指標(biāo)均由頻率合成器中的參考頻率的溫度漂移指標(biāo)和老化率 決定。

頻率合成產(chǎn)品其頻率溫漂大致可分為以下 4 個(gè)等級(jí)。用戶可根據(jù)需要提出要求。

級(jí)別 Level	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
溫漂 T emperature Stability （ ppm ）	± （ 20~100 ）	± （ 1~5 ）	± （ 0.1~0.5 ）	<0.01
工作溫度范圍 Temperature Range	-40~+85℃	-55~+85℃	-55~+85℃	-10~+70℃

頻率合成器的時(shí)漂（年老化率）一般在（ 1~2 ） ppm/ 年以下。 

跳頻時(shí)間 Settling Time： 跳頻時(shí)間又稱為調(diào)諧時(shí)間，指跳頻源從任一輸出頻率改變到另一輸出頻率，在一定的頻率誤差要求下，所需時(shí)間。 DDS 頻率源的跳頻時(shí)間可做到 μs 量級(jí)（包括頻率控制碼格式轉(zhuǎn)換的時(shí)間在內(nèi)），而 PLL 頻率源的跳頻時(shí)間一般都在數(shù)十 μs 以上。

雜散抑制SpurSuppression：雜散一般指不包括輸出頻率諧波的其它寄生輸出頻率。雜散抑制指標(biāo)可以用輸出頻點(diǎn)的功率與指定頻率區(qū)間的雜散譜功率之比來(lái)表示，其單位為dBc。對(duì)PLL跳頻源而言，總是存在著跳頻時(shí)間與雜散抑制指標(biāo)的相互制約。這是因?yàn)镻LL內(nèi)的環(huán)路濾波器帶寬越窄，雜散抑制指標(biāo)越高，但跳頻時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng)。對(duì)DDS頻率源而言，輸出譜越寬，雜散抑制指標(biāo)越差。

諧波抑制 harmonic Suppression： 諧波抑制是指輸出基波功率與其較大諧波功率之比。單位為dBc。由于諧波只反映輸出信號(hào)的波形，且諧波頻率往往遠(yuǎn)離系統(tǒng)工作帶寬，所以該指標(biāo)有時(shí)不作過高要求。

輸出功率及功率波動(dòng)PowerOutputandFlatness：微波輸出功率一般用dBm表示。頻率源產(chǎn)品一般為小功率（0~10dBm）輸出。但也可按用戶要求提供大功率輸出。輸出功率受溫度影響較大，產(chǎn)品的輸出功率波動(dòng)一般為±1dBm。

跳頻方式 Programming： 頻率源的跳頻方式一般為并口送數(shù)，也可按用戶要求提供串口送數(shù)或其他接口。 負(fù)載牽引 Load Pulling： 指頻率源輸出對(duì)負(fù)載變化的敏感程度。對(duì)自由振蕩頻率源，負(fù)載牽引會(huì)造成輸出頻率的變化，即所謂頻率牽引，對(duì)鎖相調(diào)制源，負(fù)載牽引往往引起輸出端口畸變。以下頻率源產(chǎn)品均經(jīng)無(wú)源或有源隔離器輸出。典型負(fù)載為 50Ω （ VSWR<1.5 ），但對(duì)其它負(fù)載仍能正常工作。 輸出口隔離度Isolation： 當(dāng)頻率源有兩個(gè)以上的輸出口時(shí)，需要考察端口之間的隔離度。A端口對(duì)B端口的隔離度指A 端口輸出功率與 B 端口泄漏功率之比。以下能做到隔離度指標(biāo)如下： 頻段 Waveband VHF P L S C X Ku 隔離度 Isolation （ dBc ） 75 75 70 70 60 50 50