simpll的X波段PLL锁相环频综设计(3)
e)噪声
信号的噪声主要有杂散分量和压控振荡器引起的相位噪声这两种可能存在的种类。它体现了输出信号的频谱纯度。[12]所谓的频谱纯度，指的是信号输出正弦波波形相互接近的程度。杂散分量主要分为整数倍频率分量和整数倍频率分量这两类。由于频率合成过程中的并不是完全严格是线性特性，所以产生了以上杂散分量。相位噪声实际上是用来表征频率的短期稳定度的，是指在噪声的作用下,频率合成器的输出信号存在的相位抖动,从示波器上可以看出在频域内出现一个对称的、连续的边带噪声频谱信号。单边带相位的噪声被定义为偏离中心的载频 Hz,在单位赫兹带宽内的一个经过相位调制的边带信号的每秒钟的总的能量与各个信号每秒钟的总的能量之比。
f)其他的指标
在设计频率合成器的时候还需要考虑到输出信号的形式与调制的特性。输出电平幅度，系统功耗和系统的体积等诸多指标要求。
1.2.2、频率合成技术的发展
频率合成技术的理论自从20世纪30年代被提出以来，已取得了极其迅速的发展,并且逐渐形成了现在的四种技术:a、直接的模拟频率合成技术；b、锁相频率合成技术；c、直接的数字式频率合成技术；d、混合式频率合成技术。[8]
(a)、直接的模拟频率合成技术(DAFS)
直接的模拟频率合成技术(Direct Analog Frequency Synthesis)的原理比较简单，是早期的一种频率合成技术。[13]直接模拟频率合成技术比较易于实现。为了产生一系列的谐波，它是由模拟振荡器产生的稳定参考频率源，后经谐波发生器。谐波经过混频、分频和滤波等处理过程,产生很多的离散频率。[1]根据所需要使用的参考频率的数目多少可以分为非相关合成法和相关合成法这两个大类型。[2]非相关合成法使用很多个晶体参考频率源,所需要的各种频率分量分别由这些参考源直接提供。具有频率切换速度快、性能稳定可靠、相位噪声低的优点。但是这种合成的方法在杂散、体积和功耗上存在相当大的局限性,并且工作频率不是很高，大多数的硬件的非线性影响难以被有效的抑制。
（b）、锁相频率合成技术
PLL锁相电路是用于生成与输入信号相位同步的新的信号电路。下图是PLL电路的基本框图：
图中将输入信号与VCO输出信号（或者经过分频器的信号）进行相位比较，产生缓慢变化的电压信号，经过环路低通滤波器生成平稳变化的电压信号，控制压控振荡器产生稳定的信号。
VCO的频率变化由环路滤波器的时间常数决定。时间常数越大（截止频率越低）频率变化越缓慢；时间常数越小（截止频率越高），频率变化越快。[3]通过这种方法，当输入信号频率变化时候，VCO频率就能跟着变化，从而达到锁定频率的目的。
目前,锁相环里面的各个器件拥有越来越高的集成度。已经有集成的各种频段压控振荡器模块,并且许多频段里面已经拥有单片的压控振荡器模块,各种诸如倍频器、分频器、鉴相器、鉴频器都己经有完整的集成块。许多大型公司都已经把各种的程序分频器、鉴相器、控制电路等集成到了同一个集成块上面。
（c)、直接的数字式频率合成技术[4]
该方法采用计数器生成累加的计数信号，通过一个预存了信号幅度的高速ROM来生成信号，该方法生成的信号波形幅度任意可调，但是缺点是受到ROM的存储容量限制，信号长度和分辨率不能两个同时达到很高，否则代价将成指数倍的增长，因此输出信号的带宽受到极大的限制，工作频率也很低，并不能得到广泛的运用。
（d）、混合频率合成技术