工控运动控制技术激发的DDSPLL超频信号源奇迹

在深度融合工控运动控制技术的灵感下,我们将DDS与PLL的力量相结合,创造了一种革命性的X—Band信号源设计。这种混合频率合成方案巧妙地克服了传统DDS和PLL技术的局限性,实现了高频率分辨率、快速频率转换速度以及极低的相位噪声水平。

通过精心设计,我们确保了X波段微波变频信号源能够提供清晰、稳定的输出信号,并且满足了复杂测试系统对微波接收机性能指标调试和检测的需求。实机研制、系统联调试验和严格测试后,我们发现输出信号不仅拥有优良的频谱特性,还达到了预期标准。

关键词:高性能频率合成;直接数字同步;锁相环优化;极致低噪声

1.1 微波源功能概述

我们的专用X波段微波源旨在模拟空中目标回波信号,即探测信号、本振信号及镜频信号。在控制计算机精确指令下,它可以选择201个点頻进行变频,以覆盖整个1 GHz通带(见图1)。

1.2 输出参数要求

为了满足主通道微波前端组件测试所需,微波源必须提供三种类型的输出,其中每一种都具有300 MHz带宽内可变Frequency:

信号FS1:f0-fI±150 MHz

本振fL:f0±150 MHz

镜频FS2:f0+fI±150 MHz

此外,还有其他重要参数,如中间frequency fI等,以及对于各项参数准确度、漂移速率、高斯白噪声抑制等方面,都必须达到或超越以下要求:

频率准确度 ≤ ±5 MHz

频率漂移 ≤ ±5 MHz/4h

相位噪声 ≤ -80 dBc/Hz/10 kHz

杂音抑制 ≤ -60 dB/(300 MHz带宽内)

输出功率 18~22 dBm

2 设计理念与实施策略

为了克服DDS和PLL技术各自固有的缺陷,我们采用了一种创新性的 DDS+PLL 混合式解决方案。这一方法结合了两者的优势,将DDS作为参考输入 PLL 的激励器,从而实现快速切换速度、高分辨能力,同时利用 PLL 的过滤作用来减少 DDS 输出中的杂散内容。

本设计基于一个简单直观但强大的概念,即使用高精度 DDS 来生成 PLL 的参考电平,然后通过调整 PLL 中可编程分数器或改变 DDS 控制字来实现跳跃操作。这样的方式既保证了高速响应,又保持了出色的定向稳定性,使得 X-Band 微波变频来源成为行业内的一大创新之举。

经过详尽分析与实验验证,本项目展示了一套完善且可靠的小型化 X-Band 微波变频来源,该设备已被证明其性能符合所有关键指标,并成功应用于雷达导引头中的微波接收机技术指标测试领域,为用户提供了更为全面的数据支持。

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