具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

为清楚、准确理解本申请的技术方案，这里将对一些技术术语进行说明。

频谱分析仪是测频域的产品，频谱分析仪显示的横轴是频率，纵轴是功率。

SPAN，是指扫频宽度，比如你设置起始频率是1MHz，终止频率是10MHz，那么SPAN就是9MHz。也可以根据中心频率来设置，比如你设置中心频率为100MHz，然后设置SPAN为2MHz，那么起始频率就是99MHz，终止频率是101MHz。

RBW，是指分辨率带宽，也被称作参考带宽，表示测试的是多大带宽的功率，如测试一GSM 2W干放满功率单载波输出时，RBW设为100KHz时测得30dBm，设为200KHz测得33dBm。RBW实际上是频谱仪内部滤波器的带宽，（是中频滤波器的3dB带宽），设置它的大小，能决定是否能把两个相临很近的信号分开。它的设置对测试结果是有影响的。只有设置RBW大于或等于工作带宽时，读数才准确，但是如果信号太弱，频谱仪则无法分辨信号，此时即使RBW大于工作带宽读数也会不准。现有技术中，频谱分析仪的频率综合器要么扫描速度快，但是无法满足相位指标要求，要么相位指标较好，但是无法满足扫描速度要求。

在本申请实施例中，公开了一种用于频谱分析仪的频率综合器，包括参考信号发生装置、第一混频环路和第二混频环路。由于通过低相噪的第一扫描混频信号来降低第二混频环路输出的第二扫描混频信号的相位噪声，使得频率综合器输出的本振信号的相位噪声指标得到提高。

实施例一：

请参考图1，为一种实施例中频率综合器的结构示意图，频率综合器包括参考信号发生装置1、第一混频环路2和第二混频环路3。参考信号发生装置1包括第一参考信号输出端和第二参考信号输出端，第一参考信号输出端与第一混频环路2连接，第二参考信号输出端与第二混频环路3连接。参考信号发生装置1用于向第一混频环路2和第二混频环路3分别发送第一参考信号和第二参考信号。第一混频环路2包括梳状谱信号发生器21、第一混频器22、第一鉴相器23、第一环路滤波器24、第一振荡器25、功分器26、带通滤波电路27、八分频器28、第一参考信号接收端和第一混频信号输出端。第一参考信号接收端与第一参考信号输出端连接，第一混频信号输出端与第二混频环路3连接。

第一混频环路2用于将所述第一振荡器输出的信号和所述梳状谱信号发生器输出的信号进行混频后发送给第一鉴相器23，以获取低相噪的第一扫描混频信号，并将所述第一扫描混频信号发送给第二混频环路3。第二混频环路3包括第二参考信号接收端和第一混频信号接收端，第二参考信号接收端与第二参考信号输出端连接，第一混频信号接收端与第一混频信号接收端连接。第二混频环路3用于依据第二参考信号和/或第一扫描混频信号获取第二扫频混频信号，并将第二扫频混频信号作为本振信号输出。本振信号用于作为频率综合器的输出信号。

梳状谱信号发生器21包括第一连接端和第二连接端，梳状谱信号发生器21的第一连接端与第一参考信号接收端连接，梳状谱信号发生器21的第二连接端与第一混频器22和带通滤波电路27连接。梳状谱信号发生器21用于依据第一参考信号获取第一扫频信号，并将第一扫频信号发送给第一混频器22和带通滤波电路27。带通滤波电路27包括第一连接端和第二连接端，带通滤波电路27的第一连接端与梳状谱信号发生器21的第二连接端连接，带通滤波电路27的第二连接端与八分频器28连接。带通滤波电路27用于对第一扫频信号进行带通滤波。八分频器28包括第一连接端和第二连接端，八分频器28的第一连接端与带通滤波电路27的第二连接端连接，八分频器28的第二连接端与第一鉴相器23连接。八分频器28用于将第一扫频信号八分频后输出给第一鉴相器23。第一混频器22包括第一信号接收端、第二信号接收端和混频信号输出端，第一混频器22的第一信号接收端与梳状谱信号发生器21的第二连接端连接，第一混频器22的第二信号接收端与功分器26连接，第一混频器22的混频信号输出端与第一鉴相器23。第一混频器22用于将功分器26和梳状谱信号发生器21分别输出的信号混频后发送给第一鉴相器23。第一鉴相器23包括第一信号接收端、第二信号接收端和差分信号输出端，第一鉴相器23的第一信号接收端与第一混频器22的混频信号输出端连接，第一鉴相器23的第二信号接收端与八分频器28的第二连接端连接，第一鉴相器23的差分信号输出端与第一环路滤波器24连接。第一鉴相器23用于获取第一混频器22和八分频器28输出的信号的相位差，以获取第一相位差信号并发送给第一环路滤波器24。第一环路滤波器24包括第一连接端和第二连接端，第一环路滤波器24的第一连接端与第一鉴相器23的差分信号输出端连接，第一环路滤波器24的第二连接端与第一振荡器25连接。第一振荡器25包括第一连接端和第二连接端，第一振荡器25的第一连接端与第一环路滤波器24的第二连接端，第一振荡器25的第二连接端与功分器26连接。功分器26包括第一输入端、第一输出端和第二输出端，功分器26的第一输入端与第一振荡器25的第二连接端连接，功分器26的第一输出端与第一混频器22的第二信号接收端，功分器26的第二输出端与第一混频信号接收端连接。

一实施例中，第二混频环路3包括DDS信号发生器31、第二鉴相器32、第二环路滤波器33、第二振荡器34、第三开关电路36、第四开关电路35、N分频器37和第二混频器38。DDS信号发生器31包括第一连接端和第二连接端，DDS信号发生器31的第一连接端与第二参考信号接收端连接，DDS信号发生器31的第二连接端与第二鉴相器32连接。DDS信号发生器31用于依据第二参考信号获取第二扫频信号，并将第二扫频信号发送给第二鉴相器32。第二鉴相器32包括第一信号接收端、第二信号接收端和差分信号输出端，第二鉴相器32的第一信号接收端与DDS信号发生器31的第二连接端连接，第二鉴相器32的第二信号接收端与第三开关电路36连接，第二鉴相器32的差分信号输出端与第二环路滤波器33连接。第二环路滤波器33包括第一连接端和第二连接端，第二环路滤波器33的第一连接端与第二鉴相器32的差分信号输出端连接，第二环路滤波器33的第二连接端与第二振荡器34连接。第二振荡器34包括第一连接端和第二连接端，第二振荡器34的第一连接端与第二环路滤波器33的第二连接端，第二振荡器34的第二连接端与第四开关电路35连接。第三开关电路36包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，第三开关电路36的第一连接端与N分频器37连接，第三开关电路36的第二连接端与第二混频器38连接，第三开关电路36的第三连接端与第二鉴相器32的第二信号接收端连接。第三开关电路36用于连接第二鉴相器32和N分频器37，或用于连接第二鉴相器32和第二混频器38。第四开关电路35包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，第四开关电路35的第一连接端与N分频器37连接，第四开关电路35的第二连接端与第二混频器38连接，第四开关电路35的第三连接端与第二振荡器34的第二连接端连接。第四开关电路35用于连接第二振荡器34和N分频器37，或用于连接第二振荡器34和第二混频器38。

一实施例中，带通滤波电路27还包括第一开关电路271、第二开关电路272和至少两个带通滤波器273，第一开关电路271连接在带通滤波电路27的第一连接端与每一个带通滤波器273之间，第二开关电路272连接在带通滤波电路27的第二连接端与每一个带通滤波器273之间，第一开关电路271和第二开关电路272用于将至少一个带通滤波器273连接在带通滤波电路27的第一连接端和第二连接端之间。一实施例中，在带通滤波电路27包括的至少两个带通滤波器273中，一个带通滤波器273允许频率为500MHz信号通过，另一个带通滤波器273允许频率为1500MHz信号通过。

一实施例中，参考信号发生装置1包括参考电路11、五倍频电路12、时钟分发电路13和二倍频电路14。参考电路11用于输出低相噪的时钟参考信号。五倍频电路12用于将时钟参考信号的频率升至五倍频后发送给时钟分发电路13。时钟分发电路13用于将升至五倍频时钟参考信号作为第一参考信号发送给第一混频环路2。时钟分发电路13还用于将第一参考信号发送给二倍频电路14。二倍频电路14用于将第一参考信号的频率升至二倍频后作为第二参考信号发送给第二混频环路3。一实施例中，参考电路1包括恒温压控晶体振荡器。一实施例中，时钟参考信号的频率为100MHz。

在本申请一实施例中，还公开了一种频谱分析仪，包括如上所述的频率综合器。在该频谱分析仪扫描过程中，当扫频宽度大于一第一预设值或分辨率带宽大于一第二预设值时，第三开关电路36将N分频器37和第二鉴相器32连接，第四开关电路35将N分频器37和第二振荡器34连接。当扫频宽度大于第一预设值或分辨率带宽小于第二预设值时，第三开关电路36将N分频器37和第二鉴相器32连接，第四开关电路35将N分频器37和第二振荡器34连接。当扫频宽度小于第一预设值或分辨率带宽小于第二预设值时，第三开关电路36将第二混频器38和第二鉴相器32连接，第四开关电路35将第二混频器38和第二振荡器连接34。

在本申请实施例中，参考电路提供频率综合器所需要的高性能时钟参考信号，一实施例中时钟参考信号的频率为100MHz，参考电路采用的是恒温压控晶体振荡器（OCXO）。五倍频电路还包括滤波器和倍频器，可由单个芯片或多个二极管搭建而成，当时钟参考信号的频率为100MHz时，五倍频电路输出500MHz的信号。时钟分发电路设计时要考虑不要恶化输入相噪。在第一混频环路中，梳状谱信号发生器的输入信号的频率是500MHz，则可输出1GHz、1.5 GHz、2 GHz和2.5 GHz等500MHz的倍数频率的信号。当带通滤波器允许频率为500MHz信号通过时，八分频器产生62.5 MHz的信号给第一鉴相器。当带通滤波器允许频率为1500MHz信号通过时，八分频器产生187.5 MHz的信号给第一鉴相器。第一振荡器和第二振荡器产生4 GHz至8 GHz的信号，可以采用VCO或者YIG振荡器。二倍频电路可由单个芯片或多个二极管搭建而成，当时钟参考信号的频率为100MHz时，输出200MHz的信号给DDS信号发生器。N分频器是48bit的小数分频器，用于实现快速扫描功能。

频谱仪分析仪扫描过程中，当SPAN 较大时，或者RBW 较大时，由于接收机噪底较高，此时不需要关注相位噪声指标，则将第一开关电路和第二开关电路将N分频器接入第二混频环路时，第二混频环路的信号经过N分频器后送给第二鉴相器端，实现快速扫描的频率合成器。

当SPAN较大，RBW较小，且也无法观测到近端噪声的细节时，则将第一开关电路和第二开关电路将N分频器接入第二混频环路，第二混频环路的信号经过N分频器后送给第二鉴相器端，实现快速扫描的频率合成器。

当SPAN较小，RBW也较小时，会观测信号的相位噪声，则将第一开关电路和第二开关电路将第二混频器接入第二混频环路，第二混频环路的信号经过第二混频器后送给第二鉴相器端。第二混频环路产生低相噪的4GHz-8GHz信号，即第二混频环路为低相位噪通道。

在本申一实施例中，第一混频环路由混频环构成，可以产生低相位噪声的4GHz-8GHz的信号和第二混频环路的通道信号进行混频，混频后的信号送入第二鉴相器。第一混频环路的频率步进较大，一实施例中设置为125 MHz，如果第二混频环路要完成细频率步进，还需要DDS信号发生器在62.5 MHz-125 MHz之间进行扫描。第二混频环路为单环快扫模块，根据频谱分析仪扫描的特点，将第一混频环路是否并入第二混频环路进行切换，满足最佳相位噪声性能，扫描速度等多方面的要求，极大地提升了系统性能。

实施例二：

请参考图2，为一种实施例中的频率综合器的结构示意图，在本申请一实施例中，频率综合器用于输送出本振扫描信号，包括本振环电路100和混频环电路200，混频环电路200包括第一信号发生器210、第三混频器220、第三鉴相器230、第三环路滤波器240、第三振荡器250、第一功分器260、第二分频器280和带通滤波电路270。第三振荡器250用于输出低相噪扫频混频信号给第一功分器260。第一功分器260用于将低相噪扫频混频信号分别输送给本振环电路100和第三混频器220。第一信号发生器210用于生成预设的混频初始信号，并将混频初始信号发送给第三混频器220和带通滤波电路270。带通滤波电路270用于对混频初始信号进行带通滤波后发送给第二分频器280。第二分频器280用于将混频初始信号进行N分频后发送给第三鉴相器230。第三鉴相器230用于将第二分频器280和第三混频器220的输出信号的相位差转成电压信号，以获取第三鉴相信号，并将第三鉴相信号发送给第三环路滤波器240。第三环路滤波器240用于对第三鉴相信号滤波后发送给第三振荡器250。一实施例中，本振环电路100包括第二信号发生器110、第四鉴相器120、第四环路滤波器130、第四混频器150和第四振荡器140。第二信号发生器110用于生成预设的扫描本振初始信号，并将扫描本振初始信号发送给第四鉴相器120。第四振荡器140用于输出本振扫描信号给频谱分析仪，还用于将本振扫描信号发送给第四混频器150。第四混频器150用于将低相噪扫频混频信号和本身扫描信号混频后发送给第四鉴相器120。第四鉴相器120用于将第四混频器和第二信号发生器的输出信号的相位差转成电压信号，以获取第四鉴相信号，并将第四鉴相信号发送给第四环路滤波器130。第四环路滤波器130用于对第四鉴相信号滤波后发送给第四振荡器140。

参考图1所示，一实施例中，带通滤波电路270包括第一开关电路271、第二开关电路272和至少两个带通滤波器273。第一开关电路271连接在第一信号发生器210与每一个带通滤波器273之间，第二开关电路272连接在第二分频器280与每一个带通滤波器273之间。第一开关电路271和第二开关电路272用于将至少一个带通滤波器273连接在第一信号发生器210和第二分频器280之间。一实施例中，第一信号发生器210为梳状谱信号发生器。一实施例中，第二信号发生器110为DDS信号发生器。

在本申请实施例中，公开了一种用于输送出本振扫描信号的频率综合器，包括本振环电路和混频环电路。混频环电路包括第一信号发生器、第三混频器、第三鉴相器、第三环路滤波器、第三振荡器、第一功分器、第二分频器和带通滤波电路。本振环电路包括第二信号发生器、第四鉴相器、第四环路滤波器、第四混频器和第四振荡器。由于将混频环电路生成的低相噪扫频混频信号与本振环电路生成的本振扫描信号进行混频后作为本振环电路中鉴相器的鉴相源信号，并生成新的本振扫描信号，使得本振扫描信号的相位噪声指标得到提高。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。