梳狀譜倍頻簡析

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基本原理

采用梳狀譜倍頻得到的頻率源相位噪聲低、雜散指標(biāo)好，當(dāng)相位噪聲及雜散指標(biāo)要求高時，可考慮用梳狀譜倍頻。

取名梳狀譜的原因就是：梳狀譜發(fā)生器電路產(chǎn)生的信號在頻域上看起來是很多等間距的離散諧波信號就像一把梳子一樣如下圖所示。我們只需要將需要的頻率用濾波器選出來即可。

梳狀譜倍頻的基本原理：利用了器件的非線性特點，產(chǎn)生了豐富的諧波，實現(xiàn)了參考信號的頻率乘N倍的功能?？梢詮膱D中也可以看到非線性器件能產(chǎn)生非常豐富的諧波分量，我們需要將想要的最大化，不想要的分量盡量最小化，最終達(dá)到最佳倍頻效果。

梳狀譜發(fā)生電路主要由階躍二極管，一個激勵電感和一個調(diào)諧電容，偏置電路和輸入低通匹配組成。電感L用于儲存和釋放能量，調(diào)諧電容Ct用于調(diào)結(jié)階躍二極管的電抗值。低通匹配網(wǎng)絡(luò)則是為了輸入阻抗匹配。偏置電路給二極管提供合適的偏壓，使二極管在負(fù)電流最大的瞬間發(fā)生電流階躍，以獲得盡可能大的階躍電流，提高工作效率。

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按倍頻次數(shù)可分為：單級倍頻不超過5次的低次倍頻一般用非線性電容的變?nèi)莨芑蚓w三級管。單級倍頻次數(shù)超過10次的高次倍頻一般用階躍二極管等非線性特性很強的器件。

按工作原理可分為：雙結(jié)型晶體管（BJT）、場效應(yīng)管（FET）或二極管的非線性電阻倍頻，利用非線性電阻特性將大幅度正弦波變成電流脈沖。變?nèi)荻O管及階躍二極管等利用PN結(jié)電容的非線性變化得到激勵信號的諧波。

常用階躍二極管所以詳細(xì)講述一下：一般的變?nèi)荻壒苡梢粋€PN結(jié)構(gòu)成，階躍二管是在P ^+^ 層和N ^+^ 層之間加了一層薄薄的N層，使得二極管在電壓正偏時會形成一個大的結(jié)電容，電壓反偏時結(jié)電容值迅速下降，所以階躍二極管的非線性特性更為強烈。因此梳狀譜電路常用階躍二極管。

階躍二極管的主要特征參數(shù)：階躍時間、結(jié)電容、少數(shù)載流子壽命、擊穿電壓、串聯(lián)電阻、最大耗散功率。

簡單來講梳狀譜電路：實際就像一個開關(guān)電路，開關(guān)將會產(chǎn)生一系列的諧波信號，然后用選頻濾波電路選出需要的諧波信號，再用放大器放大需要的信號，這是需要選用低噪聲放大器，否則會使得相位噪聲惡化。

工作經(jīng)驗：

現(xiàn)象：本振源模塊其中一路本振輸出失鎖，經(jīng)探針測試發(fā)現(xiàn)是參考源有問題，返修更換參考晶振之后。進(jìn)行常溫高低溫驗收測試，常溫測試沒問題，高溫測試沒問題，但是低溫的二路本振失鎖了。又進(jìn)行第二次復(fù)測高低溫實驗數(shù)據(jù)，實驗數(shù)據(jù)表明：一路本振又出現(xiàn)了高溫失鎖，二路本振高低溫又沒問題了。

后發(fā)現(xiàn)單獨供電電源有一個顯示不正常，推測可能是供電電源不干凈，導(dǎo)致本振模塊出現(xiàn)異常。后續(xù)更換電源之后，再做實驗并未出現(xiàn)之前的各種異?，F(xiàn)象了。說明做頻率源時，供電質(zhì)量一定要好。