浅析小型化频率综合器适用性技术

时间:2022-05-18 09:55:03 公文范文 浏览次数:

摘要:对于频率综合器小型化而言,想要在缩小其体积规模的基础上还要着重控制其性能的高效性、稳定性,是一件艰巨的任务。怎么才能将两者顾及到呢?本文从频率综合器的简介出发,通过分析小型化频率综合器的适用性技术,对频率综合器小型化的优化设计上提出一些建议。

关键词:频率综合器;小型化;适用性技术;设计;优化

随着我国制造工艺的进步与频率综合器关键技术的不断发展,频率合成技术以成为了我国电子领域中不可缺少的一分子。频率综合器作为信号收发的核心部分,其应用范围颇为广泛,诸如像雷达扫描领域、通讯技术领域、军工卫星领域等。随着技术的日益完善,电子设备的小型化是现今时代电子领域的发展趋势,而频率综合器的小型化更是具有着重要意义。

一、频率综合器的简介

频率综合器中的“综合”指的是对于频率的合成再利用,这项技术早在二十世纪三十年代就已被发明出来了。频率合成器通过对一个或多个标准信号的利用,在各种技术手段使用的基础上,让设备产生大量离散频率信号。频率综合器技术最初的使用的是直接式频率合成技术,在此之后经过对其的不断开发研究,发展成了间接式频率合成技术,随着数字集成电路技术、微电子技术的进步,现在的频率综合器已经发展到了第三代,这项技术就是直接数字式频率合成技术。,直接数字式频率合成技术相对于上几代的频率合成技术相比,其在转换速率、频率分辨率、操作方面都有了长足的进步。

与此同时,频率综合器加快了频率之间相互转换的效率,这也让其应用的领域得以扩展,包括电视广播领域、远程遥控控制领域、电子对抗等领域。并且,这项技术更是在短波通讯中有重要意义,其应变性可以适应短波的各个频率。

二、小型化频率综合器适用性技术

如果想要达到频率综合器小型化的目的,就需要先从合成的技术上出发,这里的合成技术主要是指DDS(直接数字式频率合成技术)、PLL(间接锁相频率合成技术),再者从电路上出发,就需要微封装技术来支持。

(一)直接数字式频率合成技术

这项技术的概念是在一九七一年,由美国科学家J.Tierncy、B.Gold与C.M.Rader首次提出来的。该技术通过全数字技术作为基础,以想为概念作为依据,这届将波形合成所需要的样式。直接数字式频率合成技术是从数字信号出发,将其理念与方法与信号合成领域结合,这能够有效的提高合成信号的频率转换转换速率,在此之上统一了频率之间的准确度。直接数字式频率合成技术凭借着它相位变换的连贯性,频率转换速度的高效率,强大的频率分辨率,对于相位噪音的完美控制,以及集成度高、空间利用率高等优势,迅速的占领了频率综合器的技术市场。在现今的电子系统中,因直接数字式频率合成技术在中频的频段上,能够应付各种繁杂的调制信号,越来越受到人们喜爱。

(二)间接锁相频率合成技术

这个技术主要指的是其中的锁相环路,其是以反馈电路形态存在的,它的功用是能够同步电路与外界的时钟。锁相环适用于闭环跟踪电路,它可以让输出信号频率自动跟踪输入信号频率。在锁相环路正常运转的过程里,当输入信号与输出信号频率相同的情况下,其能够锁定输入、输出的电压相位,这就是锁相环路的名字含义。锁相环路相对于直接数字式频率合成技术在成本、体积等优势,并且其具有设计简单,宽带跟踪,窄带过滤波段的特点,更适合频率综合器小型化的发展。

(三)MCM微封装技术

电子技术的不断发展,促使着集成电路也在进步,这种进步是多方面的。比如说,在集成电路封装密度的进步,信息处理效率的进步,使用稳定性的进步等等。MCM(MultiChipModule)多芯片组件就是由此应运而生的,这项技术其含义是“在同一块的高密度布线基板上,通过粘结将多块裸芯片封装起来的互连组件”,其能够有效的改变传统封装在密度上局面,这也得到了微电子行业的肯定。MCM使传统封装现有技术的突破,在提升其密度的同时也缩减了体积,并且提升了封装性能,在减少I/O端口与焊点的基础上,也加强了系统的稳定性。MCM微封装技术对于发展频率综合器的小型化有着重要的意义,其通過封装密度的提高,从而降低了频率综合器设备的体积。

三、频率综合器小型化的优化设计建议

(一)对于方案设计的建议

在频率综合器小型化的方案设计中,首要的目的就是降低综合器的体积。在设计中,要灵活运用直接数字式频率合成技术与间接锁相频率合成技术,比如在对于各种频率的产生,使用间接锁相频率合成技术,能够有效缩小设备体积。对于发出信号的产生,通过直接数字式频率合成技术与间接锁相频率合成技术的结合使用。对于信号中的中频信号,通过直接数字式频率合成技术来进行合成,并在此基础上进行调制。对于集成芯片组尽可能的使用MSM技术,有效降低设备中芯片所占用的空间,达到频率综合器小型化的目的。

(二)对于工程设计的建议

在频率综合器小型化工程的设计中,主要的难点体现在两方面,一是由于设备电路包含数字信号、微波信号与多个频段的传输,输出的频率又极为相似,而频率还得需要多个通道,这就需要为电路之间要有隔离设计。二是由于小型化的频率综合器没有相应的抗震装置,所以在保证频率综合器性能的稳定性、高效性,我们就需要对电路进行抗振处理。

对于电路之间的隔离设计,我们可以从电路规划的条理性性与接口电路的合理设计出发,根据频段与功用的类别进行区分,并进行集中屏蔽,在此之上,进行滤波处理,达到隔离标准。对于电路的抗振处理中,我们要优化电路晶体振荡器设计。出于锁相环路对于振动比较敏感,对其与晶振做二次减振的处理。

四、结语

随着频率综合器小型化的不断完善,越来越多适应性技术的推陈出新,在这种趋势下,设计师要紧抓先进技术的脉搏,在完善自己理论知识的同时,要怀着一种求真的科学态度,对频率综合器不断创新,从而加强国家在频率综合器技术领域的领先地位。

参考文献:

[1]陈宝林.小型化频率综合器技术分析[J].无线电通信技术,2013(03).

[2]吴恩德,王志华,张利,李本靖,罗昊.分数N频率综合器的杂散分析[J].清华大学学报(自然科学版),2004(07).

[3]白振强,庞建涛,席安安.一种小型化频率综合器的设计[J].火控雷达技术,2009(04).

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