1. 频率合成器的类型*

1.1. 直接频率合成器

使用乘法器、除法器、开关、混频器和带通滤波器的组合从一个或多个频率生成新频率。

优点： 快速频率切换任意精细的频率分辨率低相位噪声各种合成方法中最高的工作频率缺点： 更多硬件  更大、更昂贵输出中出现杂散信号

1.2. 基于锁相环的间接频率合成器

• 实际上，将参考频率乘以一个变量； • 使用包含相位检测器、低通滤波器、VCO、分频器等的锁相环。

1.3. 直接数字频率合成器

1.4. 使用不同技术组合的合成器

2. 直接频率合成器

2.1. 直接频率合成器中使用的电路

 主要使用的电路都在图上，包括乘法器、除法器、开关、混频器和带通滤波器的组合。单口四通道。

2.2. 混频器

混频器是一个非线性器件，将两个输入的信号合并（以和或者差的形式）输出。

这里假设  是低功率输入信号，则是高功率本振信号（local oscillator）。

混频器的输出信号  包括了：

• 每个输入频率成分；

• 每个输入的噪声；

• 谐波互调（intermodulation，IM）产物

2.2.1. 频率平移

频率平移是混频器的基本功能之一，通过将输入信号与本振信号（LO）进行混频，将信号从一个频率转换到另一个频率。这分为两种主要类型：

1. 下变频：将高频信号转换为低频信号（中频或基带信号）。

2. 上变频：将低频信号转换为高频信号。

2.3. 乘法器

应用于非线性器件的信号频率。用不同器件实现的话有不同的特性。

• 电阻器件，宽带但有损耗；

• 电抗器件，窄带但是低损耗，可能不稳定。

• 阶跃恢复二极管，有大量谐波；

• 电子可调滤波器：YIG、变容二极管

[! note] 混频器和乘法器的区别

1. 混频器有信号输入和本振输入；乘法器只有一个输入。

2. 混频器不会改变信号的频带宽度 ，乘法器会改变。

频谱纯度降低 N 倍（20）

2.4. 滤波器

一般使用窄带通，或低通滤波。滤波器会始终放置在以下各项的输出处：混频器，包含宽频谱信号；分频器，具有脉冲波形或方波；乘法器，包含谐波

为了最大限度地减少时间延迟和增加最大可能的带宽，需要将节数（级数）保持在最低限度。

2.5. 基本合成器设计（直接频率合成器）

使用分频器、滤波器和开关进行合成 

 单输入频率，用带通滤波器来过滤谐波。

使用可编程除法器 

使用乘法器、滤波器和开关进行综合： 

2.5.1. 算术迭代技术（常用方法）

 上图是一个基于 10 的迭代综合频率（没有展示放大器和滤波器）。

[! note] 如何评价一个 SPDT（单刀双掷开关）的性能

1. 插入损耗，越低越好

2. 隔离度，应该为 0

2.6. 算术迭代技术（mixer IM 产品）

为了抑制带内混频器产生的谐波，上变频器的输入信号频率应该远高于本振信号。

2.7. 算术迭代技术：Base 8（设计）

2.8. 优缺点

3. 间接频率综合器

锁相环由 VCO、相位检测器、环路滤波器、分频器构成。

在锁定条件下，相位差恒定，VCO 的输入恒定，此时有 。

3.1. 压控振荡器 VCO

理想的 VCO 是一种产生周期性输出的电路，其频率是控制电压  的线性函数：

正弦 VCO 的输出可表示为：