跳频通信宽频段频率合成器的分析与实现

设计和实现了一种高分辨率、低相位噪声、可用于快速跳频的基于∑-Δ调制的小数分频宽频段跳频频率合成器。主工作频率范围为1 800 MHz~1 900 MHz,辅助工作频率范围为600 MHz～820 MHz，在偏离主频10 kHz时相位噪声优于-80 dBc/Hz，非谐波杂散小于-60 dBc，频率分辨率小于100 Hz，换频时间小于50μs，这种新型频率合成器简单实用、性价比高，有广阔的应用前景。 跳频通信宽频段频率合成器是现代无线通信系统中的关键技术，尤其对于增强通信的保密性和抵抗干扰能力具有重要作用。本文主要介绍了设计和实现一种基于∑-Δ调制的小数分频宽频段跳频频率合成器的具体方法和技术细节。 频率合成器是跳频通信系统的核心，它决定了系统的频率稳定性和切换速度。传统的锁相频率合成技术虽然具有高频率精度和宽带特性，但在快速频率切换和小频率分辨率方面存在局限。为了解决这一问题，引入了小数分频技术，这可以提供更精确的频率选择，但同时会增加杂散噪声。为降低这种噪声，本文提出了一种结合∑-Δ调制技术的解决方案。 ∑-Δ调制是一种过采样技术，它通过高采样率将量化噪声分布到高频段，然后利用低通滤波器将其有效地抑制。在频率合成器中，一阶单环∑-Δ调制器可以替代传统的相位累加器，实现对小数分频的控制。然而，一阶调制器的噪声整形能力有限，所以进一步使用高阶单环∑-Δ调制器，如三阶调制器，可以显著增强噪声滤波效果，从而提高频率分辨率和降低相位杂散。 文章中提到的具体实现方案采用了CX72300芯片，这是一款集成了高阶∑-Δ调制技术的宽频段频率合成器，能有效解决小数杂散问题。该芯片支持软件控制环路带宽，允许灵活的扫频和跳频操作，只需配合适当的压控振荡器、环路滤波器和晶振即可构建完整的频率合成系统。 这种基于∑-Δ调制的小数分频宽频段跳频频率合成器实现了高分辨率、低相位噪声、快速频率切换和良好的性价比。它的应用不仅限于跳频通信，还可以广泛应用于无线通信基站、卫星通信、雷达系统等领域，对提升通信系统的性能和可靠性具有重要意义。通过单片机的软件控制，该合成器可以实现动态频率配置，增加了系统的灵活性和适应性。