[0023] 4000~8000MHz頻率發(fā)生電路5包括鑒相器51、低通濾波器52、壓控振蕩器 VC053、預(yù)置電壓54、功分電路55、功率放大器56,其中鑒相器51的輸入端分別與鑒相參考 電路4中400~800MHz帶通濾波器45、混頻濾波電路3中低通濾波器33輸出端連接，鑒相 器51的輸出端通過低通濾波器52與壓控振蕩器VC053的輸入端連接，壓控振蕩器VC053 的輸出端與功分電路55的輸入端連接，F(xiàn)PGA控制電路6的第三路輸出通過預(yù)置電壓54連 接至功分電路55的輸入端，功分電路55有兩路輸出，功分電路55其中一路輸出連接至混 頻濾波電路3中混頻器電路31的輸入端，功分電路55另一路輸出通過功率放大器56連接 至外部。
[0024] 梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路2中，開關(guān)濾波器電路24是窄帶帶通濾波器組，利用 FPGA控制電路6送數(shù)選擇不同的窄帶帶通濾波器，使梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路2輸出頻 率范圍為3600~7200MHz，頻率間隔為400MHz的點頻信號。
[0025] 鑒相參考電路4中，DDS電路42的輸出頻率范圍為200~400MHz。
[0026] 4000~8000MHz頻率發(fā)生電路5中，壓控振蕩器VC053的輸出頻率范圍為4000~ 8000MHz〇
[0027] 本實用新型利用四倍頻器將100MHz高頻率穩(wěn)定度、極低相位噪聲的參考信號倍 頻到400MHz，通過400MHz窄帶濾波器獲得純凈的400MHz信號送給梳狀波發(fā)生器產(chǎn)生梳狀 波，根據(jù)本頻率合成裝置輸出頻率的要求，利用FPGA控制電路6送數(shù)選擇相應(yīng)的窄帶帶通 濾波器，輸出頻率到混頻濾波電路3的輸入端。梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路2輸出頻率范 圍&_:3600~7200MHz，頻率間隔400MHz的點頻信號。4000~8000MHz頻率發(fā)生電路5 輸出頻率范圍f:4000~8000MHz的信號到混頻濾波電路3的輸入端，混頻電路輸出頻率范 圍：400MHz<卜&_< 800MHz，經(jīng)功率放大、低通濾波后輸入給4000~8000MHz頻率發(fā)生 電路5的鑒相器。由于本頻率合成裝置利用梳狀波發(fā)生器和混頻器實現(xiàn)了頻率向下搬移， 保證相位噪聲指標(biāo)的平移來減小因倍頻效應(yīng)帶來的相噪惡化。如果不采用此方案設(shè)計，由 于倍頻效應(yīng)帶來的相噪惡化為201g(8000/100) = 38dBc/Hz，采用了此方案后由于倍頻效 應(yīng)帶來的相噪惡化為201g(800/100) = 18dBc/Hz。
[0028] 如圖2所示，100MHz參考信號與1000MHz壓控振蕩器VC0輸出的頻率經(jīng)過10分頻 后進(jìn)行鑒相，通過低通濾波器濾波后的調(diào)諧電壓驅(qū)動1000MHz壓控振蕩器VC0產(chǎn)生1000MHz 的信號。1000MHz的信號輸入給DDS作為時鐘頻率，根據(jù)本頻率合成裝置的要求，在FPGA控 制電路6的控制下輸出所需頻率：
[0029]
[0030] 其頻率范圍為：200~400MHz，由于AD9858的相位累加器是32為，所以在1000MHz 時鐘頻率輸入時其頻率分辨率為0. 23Hz，經(jīng)二倍頻后本頻率合成裝置的頻率分辨率為 0. 46Hz。DDS的輸出頻率經(jīng)過200~400MHz帶通濾波器、二倍頻器和400~800MHz帶通 濾波器后輸入給4000~8000MHz頻率發(fā)生電路5的鑒相器?；祛l濾波電路3輸出的信號 與鑒相參考電路4輸出的信號進(jìn)行鑒相、低通濾波后驅(qū)動4000~8000MHz壓控振蕩器VC0 輸出本頻率合成裝置所需的頻率。為了快速鎖定和避免出現(xiàn)錯鎖現(xiàn)象，在4000~8000MHz 頻率發(fā)生電路5中增加了預(yù)置電路，通過FPGA控制電路6送數(shù)給預(yù)置電路產(chǎn)生預(yù)置電壓， 驅(qū)動壓控振蕩器VC0振蕩在所需頻率附近，通過環(huán)路作用快速鎖定，避免發(fā)生錯鎖現(xiàn)象。
[0031] 利用頻譜分析儀對本頻率合成裝置輸出的7000MHz點頻信號進(jìn)行單邊帶相噪測 試，圖3是頻譜分析儀頻寬lOKHz，讀取偏離載波lKHz的相位噪聲為101. 34dBc/Hz，圖4是 頻譜分析儀頻寬50KHz，讀取偏離載波lOKHz的相位噪聲為111. 45dBc/Hz，滿足LTE空中接 口監(jiān)測儀對本頻率合成裝置的指標(biāo)要求。
【主權(quán)項】
1. 一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于：包括參考分配電路、梳狀波 發(fā)生及開關(guān)濾波電路、混頻濾波電路、鑒相參考電路、4000~8000MHz頻率發(fā)生電路和FPGA 控制電路，所述參考分配電路一路輸出連接至梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路輸入，參考分配 電路另一路輸出連接至鑒相參考電路輸入，所述梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路輸出連接至混 頻濾波電路輸入，鑒相參考電路輸出連接至4000~8000MHz頻率發(fā)生電路的輸入，混頻濾 波電路的輸出亦連接至4000~8000MHz頻率發(fā)生電路，4000~8000MHz頻率發(fā)生電路有兩 路輸出，4000~8000MHz頻率發(fā)生電路其中一路輸出連接至混頻濾波電路的輸入，4000~ 8000MHz頻率發(fā)生電路另一路輸出連接至外部，所述FPGA控制電路有三路輸出，F(xiàn)PGA控制 電路第一路輸出連接至梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路，F(xiàn)PGA控制電路第二路輸出連接至鑒相 參考電路，F(xiàn)PGA控制電路第三路輸出連接至4000~8000MHz頻率發(fā)生電路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于：所 述梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路包括四倍頻器電路、400MHz窄帶帶通濾波器、梳狀波發(fā)生器、 開關(guān)濾波器電路、功率放大器，其中四倍頻器電路的輸入端與參考分配電路一路輸出連接， 四倍頻器電路的輸出端通過400MHz窄帶帶通濾波器與梳狀波發(fā)生器的輸入端連接，梳狀 波發(fā)生器的輸出端與開關(guān)濾波器電路的輸入端連接，開關(guān)濾波器電路的輸出端通過功率放 大器與混頻濾波電路的輸入端相連，所述FPGA控制電路第一路輸出連接至開關(guān)濾波器電 路的輸入端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于： 所述混頻濾波電路包括混頻器電路、功率放大器、低通濾波器，混頻器電路的一個輸入端 與梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路中功率放大器輸出端連接，混頻器電路的另一個輸入端與 4000~8000MHz頻率發(fā)生電路的輸出連接，混頻器電路的輸出端通過功率放大器與低通濾 波器輸入端連接，低通濾波器輸出端連接至4000~8000MHz頻率發(fā)生電路。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于：所 述鑒相參考電路包括1000MHz鎖相環(huán)、DDS電路、200~400MHz帶通濾波器、二倍頻器電路、 400~800MHz帶通濾波器，其中1000MHz鎖相環(huán)的輸入端與參考分配電路另一路輸出連接， 1000MHz鎖相環(huán)的輸出端與DDS電路的輸入端連接，F(xiàn)PGA控制電路的第二路輸出亦連接至 DDS電路的輸入端，DDS電路的輸出端通過200~400MHz帶通濾波器與二倍頻器電路的輸 入端連接，二倍頻器電路的輸出端通過400~800MHz帶通濾波器與4000~8000MHz頻率 發(fā)生電路的輸入端連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于：所 述4000~8000MHz頻率發(fā)生電路包括鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器VC0、預(yù)置電壓、功 分電路、功率放大器，其中鑒相器的輸入端分別與鑒相參考電路中400~800MHz帶通濾波 器、混頻濾波電路中低通濾波器輸出端連接，鑒相器的輸出端通過低通濾波器與壓控振蕩 器VCO的輸入端連接，壓控振蕩器VCO的輸出端與功分電路的輸入端連接，F(xiàn)PGA控制電路 的第三路輸出通過預(yù)置電壓連接至功分電路的輸入端，功分電路有兩路輸出，功分電路其 中一路輸出連接至混頻濾波電路中混頻器電路的輸入端，功分電路另一路輸出通過功率放 大器連接至外部。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于： 所述梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路中，開關(guān)濾波器電路是窄帶帶通濾波器組，利用FPGA控 制電路送數(shù)選擇不同的窄帶帶通濾波器，使梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路輸出頻率范圍為 3600~7200MHz，頻率間隔為400MHz的點頻信號。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于：所 述鑒相參考電路中，DDS電路的輸出頻率范圍為200~400MHz。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，其特征在于：所 述4000~8000MHz頻率發(fā)生電路中，壓控振蕩器VCO的輸出頻率范圍為4000~8000MHz。
【專利摘要】本實用新型公開了一種LTE空中接口監(jiān)測儀的頻率合成裝置，包括參考分配電路，梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路，混頻濾波電路，鑒相參考電路，4000～8000MHz頻率發(fā)生電路和FPGA控制電路。其中，參考分配電路的輸出端、FPGA控制電路的輸出端分別與梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路、鑒相參考電路的輸入端相連。梳狀波發(fā)生及開關(guān)濾波電路的輸出端與混頻濾波電路的輸入端相連，混頻濾波電路的輸出端、鑒相參考電路的輸出端和FPGA控制電路的輸出端分別與4000～8000MHz頻率發(fā)生電路的輸入端相連，4000～8000MHz頻率發(fā)生電路的輸出信號功分兩路，一路與混頻濾波電路的輸入端相連，另一路輸出給LTE空中接口監(jiān)測儀。
【IPC分類】H03L7/18
【公開號】CN204669343
【申請?zhí)枴緾N201520417611
【發(fā)明人】陶長亞, 黃武, 趙潤年, 楊政, 湯瑞
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月12日