ωm, n称为组合频率；m和n的绝对值称为组合
频率分量的阶。
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若频率合成器通过混频器取差频输出， 即ωout=ω1-ω2， 也就是m=1， n=-1，那么 m和n的其他取值均为干扰频率，高阶的干扰 频率的信号很弱，但是低阶的干扰频率信号 必须要加以考虑。
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5
f n −1 + f n +
( Δf 0−9 )n−1 ( Δf 0−9 )n
10
n−2
+
10n −1
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由n个石英晶体振荡器和混频器以及滤波器构成，每 一个石英晶体振荡器的输出频率为
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若设置(Δf0) 1=(Δf0)2=(Δf0)3=0 MHz，则最小 输出频率为
(Δf 0 ) 2 (Δf 0 )3 f out = f1 + f 2 + f 3 + (Δf 0 )1 + + 2 10 10 = 47.0 + 6.0 + 5.0 ＝58.0 MHz
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若设置(Δf9) 1=(Δf9) 2=(Δf9)3=0.9 MHz， 则最大输出频率为
(Δf 9 ) 2 (Δf 9 )3 f out = f1 + f 2 + f 3 + (Δf 9 )1 + + 2 10 10 = 47.9 + 6.09 + 5.009 ＝58.999 MHz
1 + k 3 A3 (cos 3ω1t + cos 3ω 2 t ) 4
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当激励信号是双频激励时，则非线性网络输 出信号除了基波(ω0)和直流分量外，还产生 一系列组合频率分量， 即
ωm, n=mω1±nω2
式中, m, n＝…-3，-2，-1，0，1，2，3…；
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若要求输出频率为58～59 MHz、频率间隔为1 kHz的 1000(103)个频点。 则n=3。而f1、f2、f3的选择需由频率合成器对杂散的 要求来确定，我们选择f1=47.0 MHz，f2=6.0 MHz， f3=5.0 MHz。为了保证获得1 kHz的频率步进，我们应该 选择
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特点：
1. 输出频点数较少时； 2. 基本模块：倍频器、分频器、混频器、参考频率 源、放大器、滤波器； 3. 实现：模拟和数字电路； 4. 系统考虑：杂散和相位噪声，这些指标与成本密 切相关。
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¾基准频率为10 MHz的高稳定度和高精度的晶体振荡 器; ¾通过分频、混频、倍频等方法合成10 MHz、20 MHz、320 MHz、340 MHz……等19个特定频率; ¾输出频率与高稳定度和高精度的晶体振荡器输出频率 是相关的; ¾频率合成器的稳定度和精度与高稳定度和高精度的 晶体振荡器的稳定度和精度是一致的。
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三混频法特点
① fLO在输出中未出现，漂移对消功能； ② 产生任意期望的频率步进； ③ f 可以对消。
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4、双混频－分频法
fin + f1 + f 2 f1 + f 2 = fin = 10 9
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混频器本身就是一个非线性器件，其输 入和输出的响应可以表示为
vout = k1vi + k v + k v + ⋅ ⋅ ⋅
2 2 i 3 3 i
若令vi=A1cosω1t+A2cosω2t, 并将其代入上 式。 为了方便分析，可令A=A1=A2，则可得
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f IF 1 = fin + (Δf 0−9 )1 − fTO
f IF 2 (Δf 0−9 ) 2 = fin + (Δf 0−9 )1 − fTO + f + 10
f
' out
(Δf 0−9 ) 2 = fin + f + (Δf 0−9 )1 + 10
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2.2
直接频率合成器的几个主要组成电路 直接频率合成器是由混频器、倍频器、分频
器、压控振荡器(VCO)以及滤波器组成的。
直接频率合成器的性能指标取决于这些电路 的性能。
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2.2.1 混频器
混频器的作用是获得两个输入信号频率的 和频分量或差频分量。
=
102
Δf 0 = 0 MHz Δf1 = 0.1MHz Δf 2 = 0.2MHz # Δf9 = 0.9MHz
Δf1 = 0.1MHz
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输出要求： ① 58～59MHz；最小频率步进1kHz；
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直接频率合成技术是最早的频率合成方法，采用 此技术制作的频率合成器称为直接频率合成器。 ¾优点：频率分辨力高(可达到0.01 Hz)，频率转换时 间快(取决于开关的时间) ¾缺点：体积大、重量大、耗电高、可靠性差。
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¾直接频率合成器由标准的参考频率源、滤波器、倍频 器、分频器、混频器组成，由一个或多个参考频率合 成输出某一系列特定的频率。
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2、谐波法
¾ 与混合法相比，输出频率相隔一常数，如 20， 21，22，23，24MHz； ¾ 基本步骤： 1. 谐波产生，基频等于间隔； 2. 滤出所需谐波分量。 ¾ 在某一时刻只有一个频率输出，则可以采用电调滤 波器来提取所需的频率信号； ¾ 同时输出几个频率信号，则可以采用几个滤波器同 时提取所需的频率信号。
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3、 三混频法
------------利用标准模块重复构造频率
优点：减少设计的成本、时间，简化合成器的操 作、校准、维护。
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特点：
¾ 多个fref； ¾ 十进制单元； ¾ 输出频率是各个单元独立选择相加的组合； ¾ n与产生频点数有关； ¾ ¾
( Δf1 )n
10
n −1
是每个单元的频率步进；
( Δf 0−9 )2
10 +"+
f out = f1 + f 2 + " + f n −1 + f n + (Δf 0−9 ) +
f out
Δf 0−9 = f in + 10
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优点： ① 切换速度快，频率步进是RFswitch选择，但三混 频法是n个振荡器的调谐； ② 理论上能产生无穷小的步进； ③ 受限于矩阵开关（容量、隔离度）； ④ 相噪在传播过程中不会降低。
( Δf 0−9 )n−1 ( Δf 0−9 )n
10
n−2
+
10n −1
¾ 其中f1~fn选择由需求的杂散电平确定；
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输出58.129MHz
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输出的频率为fout=58.539 MHz，可以进行如下设置： (Δf5) 1=0.5 MHz, (Δf3)2=0.3 MHz, (Δf9)3=0.9 MHz
fn + (Δf 0~ 9 ) 10 n −1
，这意味
着会输出10个频率。Δf0~9表示从基本频率Δf0=0开始 的10个步进。 频率合成器总的输出频率为
f out
( Δf 0 ~ 9 ) 2 ( Δf 0 ~ 9 ) n = f 1 + f 2 + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + f n + ( Δf 0 ~ 9 ) 1 + + ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ + 10 10 n −1