【摘 要】
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锁相技术自被提出以来,以其优越的性能优势广泛被应用于各个领域。模拟锁相环拥有高频、频谱特性好等数字锁相环不具有的优势,而近年提出的自适应锁相技术还克服了传统模拟锁
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锁相技术自被提出以来,以其优越的性能优势广泛被应用于各个领域。模拟锁相环拥有高频、频谱特性好等数字锁相环不具有的优势,而近年提出的自适应锁相技术还克服了传统模拟锁相环压控振荡器输出振荡频率会出现较大相位瞬变的缺点,因此该技术在高品质振荡器技术方面正得到广泛应用。本文研究的自适应锁相技术,与传统的锁相系统利用参考信号与压控振荡器输出对比进行鉴相不同,该方法先对压控振荡器输出的信号经过放大后,再按一定比例分成两部分进行处理,最后进行鉴相。其中一部分信号通过使用外差法的高载波抑制组件进行处理,得到低噪声误差信号,输入到作为鉴相器的二极管双平衡混频器的射频端口,而另一部分信号通过可变移相器,其相位被调节到与射频端口信号相位相差90°后输入到混频器的本振端口。两路信号混频之后输出一个电平,该电平能够准确反应压控振荡器的输出频率与被锁参考信号的频率偏移。该电平信号被环路滤波器滤除高频部分后,得到一个电压近似与频率偏移成线性关系的低频信号。该信号与一可调直流偏压通过加法器合成后得到压控振荡器的调谐电压后送入压控调谐端完成锁相。该方法所使用的鉴相器是高性能二极管混频器,因此其调幅和调相噪声相对于压控振荡器的噪声低,可忽略不计。系统的相位噪声主要来自放大器、高载波抑制的组件和移相器。本文基于上述理论对锁相系统进行了设计和仿真,并对系统中需要使用的关键部件如压控振荡器、定向耦合器、移相器、混频器、加法器、环路滤波器等进行了制作和测试,最后将这些器件指标代入锁相环路模型完成了仿真和相位噪声的计算。仿真结果表明系统是稳定的,计算出的相位噪声也优于传统锁相技术的实现结果,初步证明了自适应锁相技术的可行性。
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