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图3.1-1 单环锁相频率源原理框图
" X9 L! m* H8 E1 P; f: b9 E* j锁相环其实是一个相位负反馈的自动控制系统[3]，鉴相器负责比较相位差，环路滤波器将相位差转化为电压差，压控振荡器VCO根据电压差输出固定的频率[4]。PLL芯片内部集成了R分频器、N分频器、鉴相器。环路滤波器采用了有源滤波，以提高VCO的输出范围。
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% n. }& Y$ C: E. ?+ T7 |1 h% X3.2相噪分析
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该系统采用锁相环技术实现，锁相环系统相位噪声来源包括参考晶振、PLL电荷泵、VCO、反馈N分频。为了较准确的评估相位噪声性能，建立锁相环的相位噪声模型。SREF为基准源的相位噪声，SN为反馈N分频器引入的相位噪声， SCP为电荷泵引入的相位噪声，SVCO为VCO引入的相位噪声，STOT为系统总噪声[5]。% e2 w- Q' k; o
这四部分的贡献可以用下式来表示。4 |% _% e9 X/ N5 F2 d$ [, e5 b
![]() , y0 G4 L5 |1 K9 N* i+ C
图3.3.2-1 LTCC布局图/ G1 C0 m- e p# o& h& E
3.3.3 滤波器的设计
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) {; ^' E6 I& j1 k/ [4 X0 t1 o滤波器采用LTCC带状线实现，内埋于LTCC内部，设计图形如下：![]() ( D$ Y! i$ i% \6 w. ]
图3.3.3-2 滤波器仿真结果( z" J5 C7 E3 `, d+ g
插入损耗：＜3dB
8 Q1 F& C9 `; I. L$ v通带: f=13GHz±0.5GHz& m* W( V+ r2 `( K$ |. z3 B9 V
抑制：f=11.75GHz＞40dB ^* Z5 ?) n; m0 v5 m
抑制：f=14.75GHz＞40dB6 e; |; \1 o* h. E
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4组装图及测试结果
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) e o0 E9 n/ C1 U5 _, kLTCC加工完成后，将器件组装完成后见下图。其中，右排焊盘为供电及控制部分。![]() 8 p9 q9 b6 {, Q% \7 J4 u0 E& e
图4-2 1kHz处相噪测试结果
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5 结论
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本文给出了基于LTCC技术X波段跳频频率源的设计仿真及测试结果。结果证实，把LTCC技术应用与频率源的设计，在表面贴装有源器件，内部集成无源器件，实现了小型化，且各项性能指标均满足设计要求。该小型化频率源在雷达、导航系统及其他通讯领域具有广泛的应用前景。
6 L" k2 L% G& }8 A. L/ W8 J* P" D, b* p( b% ?0 H6 J9 ^
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发表于 2019-9-27 15:10
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