[发明专利]一种低噪声任意外部参考时基电路及时基产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种用于高端电子测量仪器的实现低噪声的任意外部参考时基电路，还涉及一种低噪声的任意外部参考时基产生方法。

背景技术

现代雷达和无线电通信技术等的发展，各种电子设备对系统测试不断提出更高的要求，尤其是电子测量仪器的时基准确度和灵活性越来越重要，不但要有准确的内部时基，而且还要在各种测量场合中接收外部参考时基，如为了获得更准确的频率准确度，高端电子测量仪器需要外接参考信号作为整机的频率基准，在测试需要或组成测试系统时需要各台仪器工作在同一时基下，这就需要仪器使用外部参考。参考电路产生整机的频率基准，其近端相位噪声决定整机的最低相位噪声，所以参考电路对相位噪声的要求比较高。一般情况下电子测量仪器的外部参考信号频率跟内部参考信号频率相同，大多为10MHz，标准的10MHz外部参考电路与内参考电路相同，可以将参考信号的相位噪声无额外恶化地传递到锁相后的压控振荡器输出信号，具有较好的带内噪声。

但是有的仪器输出的参考信号频率并不是10MHz，而是其他频率，为了加强仪器的兼容性就需要可以使用不同频率外部参考信号，也就是实现任意外部参考。在电子测量仪器中实现多个频率外参考的技术方案有倍频方案、整数分频方案和小数分频方案。

采用倍频方案的多频率外部参考支持1MHz、2MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz共5种外参考频率，支持的频率太少，应用场合也十分有限。

采用整数分频方案的多频率外部参考一般支持1～20MHz，步进1MHz的外参考频率，虽然频率范围扩大了，但是由于频率步进大，支持的频率数量还是不多，不是实现任意外参考的功能。

采用小数分频方案的多频率外部参考，支持在1～50MHz频率范围内步进0.1Hz的外参考频率。但是任意外部参考电路引入小数分频技术后，分频器会对信号的噪声产生额外恶化，使得锁相后的压控振荡器输出信号的带内噪声比较差。

发明内容

针对上述倍频方案、整数分频方案和小数分频方案的缺点，本发明提出一种低噪声的任意外部参考时基电路，扩展了高端电子测量仪器可利用的外部时基的种类，扩大了高端电子测量仪器的应用范围，该任意外部参考时基电路可应用于信号发生器、频谱仪、接收机以及其它具有外参考功能的电子测量仪器。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种低噪声任意外部参考时基电路，参考信号自输入端至输出端依次经过：整数分频器、第一触发器、鉴相器、积分器和压控振荡器，还包括∑-Δ小数分频器和第二触发器；

所述整数分频器对所述参考信号进行整数分频，∑-Δ小数分频器对压控振荡器输出反馈信号进行小数分频；

所述第一触发器包括时钟端，接收所述参考信号；输入端，接收所述整数分频器的输出信号；输出端，发送同步后的输出信号到所述鉴相器；

所述第二触发器包括时钟端，接收所述压控振荡器的输出信号；输入端，接收所述∑-Δ小数分频器的输出信号；输出端，发送同步后的输出信号到所述鉴相器；

所述鉴相器连接到所述第一触发器和第二触发器的输出端，对两路分频后的信号进行鉴相，积分器对鉴相器输出的鉴相误差信号进行积分滤波，生成压控振荡器调谐误差控制信号，控制压控振荡器的输出信号并使其锁定在参考信号频率上。

可选地，所述整数分频器和∑-Δ小数分频器为FPGA电路。

可选地，所述整数分频器包括送数端，接收整数分频比信号；输入端，接收所述参考信号；输出端，发送分频后的输出信号到所述第一触发器。

可选地，所述整数分频比信号为1/2/5/15。

可选地，所述∑-Δ小数分频器包括送数端，接收小数分频比信号；输入端，接收所述压控振荡器反馈信号；输出端，发送分频后的输出信号到所述第二触发器。

可选地，所述小数分频比信号为N.f(30～100)。

可选地，所述第一触发器为边沿触发器，包括串联连接的主触发器和从触发器；所述整数分频器分频后的低频信号进入主触发器的D输入端，分频前高频的参考信号进入主触发器的CP时钟端，从触发器的/Q输出端发送同步后的输出信号到所述鉴相器。

可选地，所述第二触发器为边沿触发器，包括串联连接的主触发器和从触发器；所述∑-Δ小数分频器分频后的低频信号进入主触发器的D输入端，分频前压控振荡器输出的高频信号进入主触发器的CP时钟端，从触发器的/Q输出端发送同步后的输出信号到所述鉴相器。

本发明还提供了一种低噪声任意外部参考时基产生方法，包括以下步骤：