跳频源电路和电子系统技术方案

本发明专利技术提供了一种跳频源电路和电子系统，包括：鉴相器、压控振荡器、环路选择电路、微控制器和运算放大器；鉴相器用于基于时钟信号和分频信号输出第一信号；环路选择电路用于基于第一信号的输出频率输出环路电压；微控制器用于输出第二信号；运算放大器用于对第二信号进行放大处理，输出预置电压；环路电压和预置电压进行叠加处理后的环路输出信号输入压控振荡器；微控制器还用于输出控制信号，压控振荡器基于控制信号和环路输出信号输出本频信号和分频信号。可以实现宽频带、低相噪的调频源的设计目标和频率快速切换的调频源的设计目标，有效缩短频率切换时间、改善杂散指标，提高系统的可靠性，电路设计简单易实现，有极好的经济效益和应用前景。经济效益和应用前景。经济效益和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
跳频源电路和电子系统


[0001]本专利技术涉及频率源设计
，尤其是涉及一种跳频源电路和电子系统。

技术介绍

[0002]在电子系统中，时钟相当于系统的心脏，时钟信号的性能直接影响系统的性能及稳定性。随着电子技术的发展，对于时钟信号的性能要求越来越高，所以频率源在电子通信系统中的作用越来越重要。
[0003]频率源技术是现代射频领域里一项技术难度大却很先进的通讯技术。随着各种精密器件性能指标的不断优化，频率源的性能也急需提升。数字移动通信系统中，为了提高系统抗干扰能力，常用到扩频技术，其中包括直扩方式和跳频方式，在全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)系统中采用的是跳频方式。而跳频技术是使频率源从一个稳定的工作状态达到另一稳定工作状态的技术。
[0004]跳频源的技术难点主要表现在如何实现宽频带内的快速变频和在快速变频的同时如何保证信号的高质量。现有的跳频源技术包括锁相环技术(Phase Locked Loop，PLL)、直接数字频率合成技术(Direct Digital Synthesis，DDS)、混合式频率合成技术(PLL+DDS)以及乒乓环交替输出技术等，均不同程度的存在一些不足，不管是DDS还是以DDS作为参考的锁相环都只能依靠在频率源中选择特定的频率点来规避杂散或者使用滤波器来虑除杂散。所以，在使用这些技术时，需要综合考虑频率源的指标需求，在满足设计需求的前提下，通过一些指标的牺牲来平衡其他指标的参数，以使得频率源的最终输出指标满足系统设计需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种跳频源电路和电子系统，以有效缩短频率切换时间、改善杂散指标，提高系统的可靠性，电路设计简单易实现，有极好的经济效益和应用前景。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种跳频源电路，跳频源电路包括：鉴相器、压控振荡器、环路选择电路、微控制器和运算放大器；鉴相器、环路选择电路和压控振荡器依次连接，微控制器、运算放大器和压控振荡器依次连接，微控制器与压控振荡器连接；鉴相器用于获取外部的时钟信号和压控振荡器输出的分频信号，基于时钟信号和分频信号输出第一信号；环路选择电路用于基于第一信号的输出频率对第一信号进行滤波处理，输出环路电压；微控制器用于输出第二信号；运算放大器用于对第二信号进行放大处理，输出预置电压；环路电压和预置电压进行叠加处理后的环路输出信号输入压控振荡器；微控制器还用于输出控制信号，压控振荡器基于控制信号和环路输出信号输出本频信号和分频信号。
[0007]在本申请可选的实施例中，上述跳频源电路还包括：环路分频器；压控振荡器、环路分频器和鉴相器依次连接；环路分频器用于对压控振荡器输出的分频信号进行分频处理，将分频处理后的分频信号输入鉴相器。
[0008]在本申请可选的实施例中，上述环路选择电路包括开关和多个环路滤波器；开关用于基于第一信号的输出频率切换环路滤波器为目标环路滤波器；目标环路滤波器用于对第一信号进行滤波处理，输出环路电压。
[0009]在本申请可选的实施例中，上述微控制器包括频率控制器和数模转换器；频率控制器、数模转换器和运算放大器依次连接，频率控制器和压控振荡器连接；频率控制器用于输出第二信号和控制信号，数模转换器用于将第二信号由数字信号转换为模拟信号。
[0010]在本申请可选的实施例中，上述环路电压和预置电压通过RC积分模块进行叠加处理，得到环路输出信号。
[0011]在本申请可选的实施例中，上述分频信号通过外部的输出滤波器进行滤波处理，滤波处理后的分频信号输入外部的电子设备中。
[0012]在本申请可选的实施例中，上述时钟信号为恒温晶振信号，恒温晶振信号的晶振频率为100MHz。
[0013]在本申请可选的实施例中，上述鉴相器为GM4704B型号的芯片，压控振荡器为SIV019SP4型号的芯片。
[0014]在本申请可选的实施例中，上述微控制器为GD32F303CGT6型号的单片机。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供一种电子系统，包括：电子设备和上述的跳频源电路；电子设备与跳频源电路的压控振荡器连接，电子设备基于跳频源电路的压控振荡器输出的本频信号和/或分频信号运行。
[0016]本专利技术实施例带来了以下有益效果：
[0017]本专利技术实施例提供了一种跳频源电路和电子系统，通过环路选择电路切换不同的环路滤波器来实现宽频带、低相噪的调频源的设计目标，通过微控制器和运算放大器输出的预置电压实现频率快速切换的调频源的设计目标，可以有效缩短频率切换时间、改善杂散指标，提高系统的可靠性，电路设计简单易实现，有极好的经济效益和应用前景。
[0018]本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
[0019]为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种跳频源电路的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的另一种跳频源电路的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例提供的一种环路选择电路的示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例提供的一种锁相环环路滤波器的相位噪声仿真结果的示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例提供的一种锁相环锁定时间仿真结果的示意图；
[0026]图6为本专利技术实施例提供的一种电子系统的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]目前，在电子系统中，时钟相当于系统的心脏，时钟信号的性能直接影响系统的性能及稳定性。随着电子技术的发展，对于时钟信号的性能要求越来越高，所以频率源在电子通信系统中的作用越来越重要。
[0029]频率源技术是现代射频领域里一项技术难度大却很先进的通讯技术。随着各种精密器件性能指标的不断优化，频率源的性能也急需提升。数字移动通信系统中，为了提高系统抗干扰能力，常用到扩频技术，其中包括直扩方式和跳频方式，在GSM系统中采用的是跳频方式。而跳频技术是使频率源从一个稳定的工作状态达到另一稳定工作状态的技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跳频源电路，其特征在于，所述跳频源电路包括：鉴相器、压控振荡器、环路选择电路、微控制器和运算放大器；所述鉴相器、所述环路选择电路和所述压控振荡器依次连接，所述微控制器、所述运算放大器和所述压控振荡器依次连接，所述微控制器与所述压控振荡器连接；所述鉴相器用于获取外部的时钟信号和所述压控振荡器输出的分频信号，基于所述时钟信号和所述分频信号输出第一信号；所述环路选择电路用于基于所述第一信号的输出频率对所述第一信号进行滤波处理，输出环路电压；所述微控制器用于输出第二信号；所述运算放大器用于对所述第二信号进行放大处理，输出预置电压；所述环路电压和所述预置电压进行叠加处理后的环路输出信号输入所述压控振荡器；所述微控制器还用于输出控制信号，所述压控振荡器基于所述控制信号和所述环路输出信号输出本频信号和所述分频信号。2.根据权利要求1所述的跳频源电路，其特征在于，所述跳频源电路还包括：环路分频器；所述压控振荡器、所述环路分频器和所述鉴相器依次连接；所述环路分频器用于对所述压控振荡器输出的分频信号进行分频处理，将分频处理后的所述分频信号输入鉴相器。3.根据权利要求1所述的跳频源电路，其特征在于，所述环路选择电路包括开关和多个环路滤波器；所述开关用于基于所述第一信号的输出频率切换所述环路滤波器为目标环路滤波器；所述目标环路滤波器用于对所述第一信号进行滤波处理，输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：于磊，张晶，郑委，
申请(专利权)人：北京中科飞鸿科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：