林彬 王洪林



一种细步进频率源的设计

林彬 王洪林

中国船舶重工集团公司723所，江苏 扬州 225001

介绍了一种采用直接式数字频率合成技术和锁相源技术相结合产生超低频率细步进频率源的设计。该模块工作频段为10 kHz～1 GHz，步进10 kHz；功率8±3 dBm；内置LAN接口，可以通过标准SCPI指令进行控制。

直接式数字频率合成；锁相环；超低频率；SCPI指令

现在，微波信号源在雷达与电子对抗系统和电磁兼容系统中的应用日趋广泛，数量日趋增多。然而，现在常用的微波信号源体积庞大、功耗大、价格高。本模块采用成熟的锁相环（PLL）技术、直接数字频率合成（DDS）技术、嵌入式控制技术和LAN通信技术相结合的方式成功地克服了上述缺点，具有体积小、功耗低、操控方便、价格低廉的特点。

1 设计指标要求

（1）输出频率：范围10 kHz～1 GHz，步进10 kHz；（2）输出功率：范围8±3 dBm；（3）相噪：＜﹣100dBc/Hz@1 kHz；（4）杂散：＜﹣70 dBc；（5）置频时间：＜1 ms；（6）结构尺寸：110×95×18 mm。

2 方案设计

根据设计指标要求，模块做如下设计（见图1）。

该模块主要由嵌入式控制器（MCU）、PLL电路、DDS电路、数控衰减器、开关滤波与放大电路、电源管理模块和LAN口通信电路等7个部分构成。

（1）MCU是模块的控制中心，我们采用了ST公司的ARM32处理器STM32F107VCT6。主要负责解析LAN口收到的控制指令并根据指令要求设置PLL和DDS的寄存器，控制PLL和DDS输出正确的频点，输出正确的数控衰减码，选通正确的滤波与放大通道，控制模块输出正确的射频信号。

图1 方案设计框图

（2）PLL电路为DDS提供参考时钟，决定了最终输出信号的相噪水平。我们采用如下方案（见图2）。

图2 锁相频率合成器

主要器件型号如下：