一種掃頻信號產(chǎn)生電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種掃頻信號產(chǎn)生電路。該電路包括：基準(zhǔn)頻率源，產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號；第一頻率合成電路，工作在第一頻段上，輸入端耦接到基準(zhǔn)頻率源，基于基準(zhǔn)頻率信號產(chǎn)生第一頻段內(nèi)的掃頻信號，第二頻率合成電路，工作在與第一頻段不同的第二頻段上，輸入端耦接到基準(zhǔn)頻率源，基于基準(zhǔn)頻率信號產(chǎn)生第二頻段內(nèi)的掃頻信號；多級開關(guān)，耦接到第一和第二頻率合成電路的輸出端；以及控制電路，耦接到并控制第一和第二頻率合成電路以及多級開關(guān)，在多級開關(guān)的輸出端交替輸出第一頻段內(nèi)的掃頻信號和第二頻段內(nèi)的掃頻信號。利用上述方案，在提高了掃頻速度、拓寬了掃頻范圍同時(shí)又保證了高掃頻信號的輸出頻譜純度(低的輸出噪聲)。
【專利說明】一種掃頻信號產(chǎn)生電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請的實(shí)施例涉及微波技術(shù)，具體涉及一種產(chǎn)生超寬帶、高頻譜輸出純度的快速掃頻信號的電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在廣播與通訊系統(tǒng)中經(jīng)常用到掃頻信號。掃頻信號的產(chǎn)生通常利用點(diǎn)頻參考源、壓控振蕩器、鑒相器、以及濾波反饋環(huán)路構(gòu)成的鎖相環(huán)技術(shù)來產(chǎn)生，這四部分組合起來被叫做頻率合成器(PLL)。PLL的掃頻寬度受到壓控振蕩器的工作頻率范圍的限制，而掃頻信號的噪聲又與掃頻時(shí)間相關(guān)一噪聲小需要較長的鎖定時(shí)間，要達(dá)到快速掃頻輸出信號的噪聲又較大。
[0003]寬頻帶掃頻、快速掃頻、高的頻譜輸出純度(低輸出噪聲)這三個(gè)指標(biāo)特征是毫米波成像系統(tǒng)對掃頻信號的要求。目前使用的掃頻信號多為單一頻率合成器電路構(gòu)成，也有為提高掃頻速度采用2個(gè)頻率范圍相同的頻率合成器構(gòu)成的應(yīng)用。以往的這種組合式的掃頻方法僅能提高掃頻速度，而不能同時(shí)兼顧拓寬掃頻范圍與提高掃頻信號頻譜純度(降低噪聲方面)，不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速掃頻、寬的掃頻范圍同時(shí)又保證高的輸出信號的頻譜純度(低的輸出噪聲)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出了一種產(chǎn)生掃頻信號的電路，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速掃頻、寬的掃頻范圍同時(shí)又保證高的輸出信號的頻譜純度。
[0005]在本申請的一個(gè)方面，提出了一種掃頻信號產(chǎn)生電路，包括:基準(zhǔn)頻率源，產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號；第一頻率合成電路，工作在第一頻段上，并且輸入端耦接到所述基準(zhǔn)頻率源輸出端，基于所述基準(zhǔn)頻率信號在輸出端產(chǎn)生所述第一頻段內(nèi)的掃頻信號，第二頻率合成電路，工作在與所述第一頻段不同的第二頻段上，并且輸入端耦接到所述基準(zhǔn)頻率源的輸出端，基于所述基準(zhǔn)頻率信號在輸出端產(chǎn)生所述第二頻段內(nèi)的掃頻信號；多級開關(guān)，輸入端耦接到所述第一頻率合成電路的輸出端和所述第二頻合成電路的輸出端；以及控制電路，耦接到并控制所述第一頻率合成電路、所述第二頻率合成電路和所述多級開關(guān)，在所述多級開關(guān)的輸出端交替輸出所述第一頻段內(nèi)的掃頻信號和所述第二頻段內(nèi)的掃頻信號。
[0006]根據(jù)一些實(shí)施例，所述第一頻率合成電路和所述第二頻率合成電路的每一個(gè)都是基于鎖相環(huán)技術(shù)形成的。
[0007]根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)所述第一頻率合成電路穩(wěn)定輸出第一頻段內(nèi)的第一掃頻信號時(shí)，所述第二頻率合成電路為輸出第二頻段內(nèi)的第一掃頻信號做準(zhǔn)備；當(dāng)所述第二頻率合成電路穩(wěn)定輸出第二頻段內(nèi)的第一掃頻信號時(shí)，所述第一頻率合成電路為輸出第一頻段內(nèi)的第二掃頻信號做準(zhǔn)備。
[0008]根據(jù)一些實(shí)施例，所述第一頻段和所述第二頻段都在毫米波范圍內(nèi)。
[0009]根據(jù)一些實(shí)施例，所述多級開關(guān)包括多路開關(guān)通道，每個(gè)開關(guān)通道都包括串聯(lián)的三級開關(guān)單元，每個(gè)開關(guān)單元包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)的第一端與第二開關(guān)的第一端耦接，第二開關(guān)的另一端接地。
[0010]在本申請的另一方面，提出了一種掃頻信號產(chǎn)生電路，包括:基準(zhǔn)頻率源，產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號#個(gè)頻率合成電路，分別工作在不同的頻段上，并且輸入端均耦接到所述基準(zhǔn)頻率源輸出端，基于所述基準(zhǔn)頻率信號在各自的輸出端產(chǎn)生相應(yīng)頻段內(nèi)的掃頻信號，N大于等于3 ;多級開關(guān)，輸入端耦接到所述多個(gè)頻率合成電路的輸出端；以及控制電路，耦接到并控制所述多個(gè)頻率合成電路和所述多級開關(guān)，在所述多級開關(guān)的輸出端依次輸出第一頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、第二頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、……、第N頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、第一頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、第二頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、……、第N頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、……。
[0011]利用上述的方案，在提高了掃頻速度、拓寬了掃頻范圍的同時(shí)又保證了高掃頻信號的輸出頻譜純度(低的輸出噪聲)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述:
[0013]圖1示出了根據(jù)本申請實(shí)施例的產(chǎn)生掃頻信號的電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多級開關(guān)的結(jié)構(gòu)；以及
[0015]圖3示出了根據(jù)本申請另一實(shí)施例的產(chǎn)生掃頻信號的電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]附圖沒有對實(shí)施例的所有電路或結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件或特征。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0018]在整個(gè)說明書中，對“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0019]為了同時(shí)兼顧掃描速度、頻譜寬度和頻率純度，提出了一種掃頻信號產(chǎn)生電路。圖1示出了根據(jù)本申請實(shí)施例的產(chǎn)生掃頻信號的電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]如圖1所示的電路包括基準(zhǔn)頻率源110、第一頻率合成電路121、第二頻率合成電路122、多級開關(guān)130和控制電路140。
[0021]基準(zhǔn)頻率源110例如為精密基準(zhǔn)信號源，產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號。第一頻率合成電路121和第二頻率合成電路都是基于PLL技術(shù)形成的，例如包括壓控振蕩器、鑒相器、以及濾波反饋環(huán)路。第一頻率合成電路121工作在第一頻段上，并且輸入端耦接到基準(zhǔn)頻率源110的輸出端，基于基準(zhǔn)頻率信號在輸出端產(chǎn)生第一頻段內(nèi)的掃頻信號。
[0022]第二頻率合成電路122工作在與第一頻段不同的第二頻段上，并且輸入端耦接到基準(zhǔn)頻率源110的輸出端，基于基準(zhǔn)頻率信號在輸出端產(chǎn)生所述第二頻段內(nèi)的掃頻信號。
[0023]多級開關(guān)，輸入端耦接到第一頻率合成電路121的輸出端和第二頻合成電路122的輸出端?？刂齐娐?40耦接到并控制第一頻率合成電路121、第二頻率合成電路122和多級開關(guān)130，在多級開關(guān)130的輸出端交替輸出第一頻段內(nèi)的掃頻信號和第二頻段內(nèi)的掃頻信號。
[0024]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多級開關(guān)的結(jié)構(gòu)。多級開關(guān)包括多路開關(guān)通道，每個(gè)開關(guān)通道都包括串聯(lián)的三級開關(guān)單元，每個(gè)開關(guān)單元包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)的第一端與第二開關(guān)的第一端耦接，第二開關(guān)的另一端接地。
[0025]從圖2中可以看出每一路開關(guān)通道都有三級開關(guān)電路，每一級開關(guān)電路有兩個(gè)開關(guān)組成，經(jīng)2路多級開關(guān)的信號最后經(jīng)功率合成電路會(huì)和為一路輸出。對于本實(shí)施例中所述采用兩個(gè)頻率合成電路的情況，開關(guān)電路只需要兩路即可，對于采用多個(gè)(N個(gè)頻率合成器電路的情況，N大于等于3)開關(guān)電路可以采用更多路的開關(guān)通道。
[0026]本實(shí)施例中所述的多級指的是一路開關(guān)中串聯(lián)使用的多個(gè)開關(guān)電路單元，圖2中每一路都使用了 3級開關(guān)電路，由于本實(shí)施例的電路工作在高頻情況下，所以即使某個(gè)開關(guān)斷開，也存在在開關(guān)兩端耦合的情況。因此，多級開關(guān)可以逐級衰減開關(guān)斷開情況下的信號。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以使用更多級的開關(guān)來構(gòu)成開關(guān)電路。
[0027]根據(jù)一些實(shí)施例，基準(zhǔn)頻率源110采用單一高穩(wěn)定參考源以提供基準(zhǔn)頻率。兩個(gè)頻率合成電路121和122工作在不同頻段的，多級開關(guān)130包括2級開關(guān)系統(tǒng)。用這種方案，提高了掃頻速度、拓寬了掃頻范圍同時(shí)又保證了高掃頻信號的輸出頻譜純度(低的輸出噪聲)，從而滿足了毫米波成像系統(tǒng)對掃頻信號源的要求。
[0028]如圖1所示本實(shí)施例中兩個(gè)頻率合成電路121和122分別工作在不同的頻段上，如第一頻率合成電路121產(chǎn)生頻率為fl-f2的掃頻信號，而第二頻率合成電路122產(chǎn)生頻率為f3_f4的掃頻信號。
[0029]在第一頻率合成電路121輸出穩(wěn)定的頻率f 1-1時(shí)，第二頻率合成器電路122為下一個(gè)輸出頻率f2_l做準(zhǔn)備。當(dāng)?shù)诙l率合成電路122輸出頻率f2-l時(shí)，第一頻率合成電路121為第三個(gè)輸出頻率fl-2做準(zhǔn)備。這樣通過交替控制第一和第二頻率合成電路121和122以及多級開關(guān)130在輸出端依次得到fl-l、f2-l、fl-2、f2-2、、、、、、f2(第一頻率合成電路121的上限輸出頻率)、f4(第二頻率合成電路122的上限輸出頻率)。
[0030]當(dāng)頻率合成電路121和122中的環(huán)路濾波電路時(shí)間常數(shù)確定時(shí)，也即頻率產(chǎn)生電路的輸出噪聲一定時(shí)，該頻率發(fā)生電路頻率的跳頻時(shí)間是單個(gè)頻率合成電路的二分之一，也就是在相同的噪聲輸出情況下，縮短了跳頻時(shí)間、提高了掃頻速度)。由于第一頻率合成電路121和第二頻率合成電路122工作在不同的頻段，因此上述方案所能輸出的頻帶寬度是單一的頻率合成電路以及采用兩個(gè)同頻段頻率合成電路的一倍。
[0031]用同樣的方法也可以3個(gè)或多個(gè)頻率合成電路，配以相應(yīng)的多級開關(guān)及控制電路從而實(shí)現(xiàn)在更低環(huán)路噪聲情況下的寬帶乃至超寬帶的快速掃頻信號輸出，見圖3所示。圖3示出了根據(jù)本申請另一實(shí)施例的產(chǎn)生掃頻信號的電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]圖3相對于圖1增加了第三頻率合成電路123、……、至第N頻率合成電路12N，N大于等于3。相應(yīng)地控制電路140與多級開關(guān)電路130內(nèi)部會(huì)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化，但其工作原理與工作流程與圖1所示電路相同。
[0033]如圖3所示的電路包括基準(zhǔn)頻率源110、N個(gè)頻率合成電路121、……、12N，多級開關(guān)130和控制電路140?；鶞?zhǔn)頻率源110產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號。N個(gè)頻率合成電路121、……、12N分別工作在不同的頻段上，并且輸入端均耦接到基準(zhǔn)頻率源110的輸出端，基于基準(zhǔn)頻率信號在各自的輸出端產(chǎn)生相應(yīng)頻段內(nèi)的掃頻信號，N大于等于3。多級開關(guān)130的輸入端耦接到多個(gè)頻率合成電路的輸出端。控制電路140耦接到并控制多個(gè)頻率合成電路和多級開關(guān)，在多級開關(guān)的輸出端依次輸出第一頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、第二頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、……、第N頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、第一頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、第二頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、……、第N頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、……。
[0034]這樣，增加頻率合成電路的個(gè)數(shù)可以進(jìn)一步提高該方法前述的三個(gè)指標(biāo)參數(shù)(及減少調(diào)頻時(shí)間、降低輸出信號的噪聲以及拓寬掃頻信號的頻率范圍)。
[0035]根據(jù)本申請的實(shí)施例，減少了調(diào)頻時(shí)間、降低了輸出信號的噪聲以及拓寬了掃頻信號的頻率范圍，滿足了毫米波段成像設(shè)備對信號源的要求。該方法同樣可以應(yīng)用到其他波段的順序掃頻的超寬帶信號的產(chǎn)生上。
[0036]雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種掃頻信號產(chǎn)生電路，包括: 基準(zhǔn)頻率源，產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號； 第一頻率合成電路，工作在第一頻段上，并且輸入端耦接到所述基準(zhǔn)頻率源輸出端，基于所述基準(zhǔn)頻率信號在輸出端產(chǎn)生所述第一頻段內(nèi)的掃頻信號； 第二頻率合成電路，工作在與所述第一頻段不同的第二頻段上，并且輸入端耦接到所述基準(zhǔn)頻率源的輸出端，基于所述基準(zhǔn)頻率信號在輸出端產(chǎn)生所述第二頻段內(nèi)的掃頻信號; 多級開關(guān)，輸入端耦接到所述第一頻率合成電路的輸出端和所述第二頻合成電路的輸出端；以及 控制電路，耦接到并控制所述第一頻率合成電路、所述第二頻率合成電路和所述多級開關(guān)，在所述多級開關(guān)的輸出端交替輸出所述第一頻段內(nèi)的掃頻信號和所述第二頻段內(nèi)的掃頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的掃頻信號產(chǎn)生電路，其中所述第一頻率合成電路和所述第二頻率合成電路的每一個(gè)都是基于鎖相環(huán)技術(shù)形成的。
3.如權(quán)利要求1所述的掃頻信號產(chǎn)生電路，其中當(dāng)所述第一頻率合成電路穩(wěn)定輸出第一頻段內(nèi)的第一掃頻信號時(shí)，所述第二頻率合成電路為輸出第二頻段內(nèi)的第一掃頻信號做準(zhǔn)備；當(dāng)所述第二頻率合成電路穩(wěn)定輸出第二頻段內(nèi)的第一掃頻信號時(shí)，所述第一頻率合成電路為輸出第一頻段內(nèi)的第二掃頻信號做準(zhǔn)備。
4.如權(quán)利要求1所述的掃頻信號產(chǎn)生電路，其中所述第一頻段和所述第二頻段都在毫米波范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的掃頻信號產(chǎn)生電路，其中所述多級開關(guān)包括多路開關(guān)通道，每個(gè)開關(guān)通道都包括串聯(lián)的三級開關(guān)單元，每個(gè)開關(guān)單元包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)的第一端與第二開關(guān)的第一端耦接，第二開關(guān)的另一端接地。
6.—種掃頻信號產(chǎn)生電路,包括: 基準(zhǔn)頻率源，產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號； N個(gè)頻率合成電路，分別工作在不同的頻段上，并且輸入端均耦接到所述基準(zhǔn)頻率源輸出端，基于所述基準(zhǔn)頻率信號在各自的輸出端產(chǎn)生相應(yīng)頻段內(nèi)的掃頻信號，N大于等于3 ； 多級開關(guān)，輸入端耦接到所述多個(gè)頻率合成電路的輸出端；以及 控制電路，耦接到并控制所述多個(gè)頻率合成電路和所述多級開關(guān)，在所述多級開關(guān)的輸出端依次輸出第一頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、第二頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、……、第N頻段內(nèi)第一頻點(diǎn)的掃頻信號、第一頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、第二頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、……、第N頻段內(nèi)第二頻點(diǎn)的掃頻信號、……。
7.如權(quán)利要求6所述的掃頻信號產(chǎn)生電路，其中所述N個(gè)頻率合成電路每一個(gè)都是基于鎖相環(huán)技術(shù)形成的。
8.如權(quán)利要求6所述的掃頻信號產(chǎn)生電路，其中所述各個(gè)頻段都在毫米波范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求6所述的掃頻信號產(chǎn)生電路，其中所述多級開關(guān)包括多路開關(guān)通道，每個(gè)開關(guān)通道都包括串聯(lián)的三級開關(guān)單元，每個(gè)開關(guān)單元包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)的第一端與第二開關(guān)的第一端耦接，第二開關(guān)的另一端接地。
【文檔編號】H03L7/16GK104378110SQ201310356592
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】趙自然, 劉文國, 陳志強(qiáng), 李元景, 吳萬龍, 劉以農(nóng), 桑斌, 鄭磊 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司