摘 要：介紹了準兩點注入式調頻技術，以及相關電路設計和實驗結果。理論分析和實踐表明，準兩點注入式鎖相調頻源具有平坦的寬帶調制特性，能滿足高碼速率測控通信發(fā)射設備的實際要求。

關鍵詞： 測控通信 鎖相 調頻源 PCM體制

隨著二十一世紀的來臨，測控通信系統(tǒng)將朝著更高傳輸速率的方向發(fā)展，即所要傳輸?shù)膽?zhàn)術飛行試驗數(shù)據(jù)容量和參數(shù)種類隨著武器系統(tǒng)的發(fā)展而劇增，將要求PCM信號的碼速率由目前的幾百kb/s增加到2Mb/s或更高。在國際測控通信頻段（S波段），要實現(xiàn)2Mb/s PCM信號的調頻，構成調頻源的技術方案有兩種。一種是在晶體振蕩器上進行調頻，然后再通過倍頻、濾波和放大鏈路來達到所需的工作頻率、功率和調制特性。該方案使用經典電路，容易實現(xiàn)高碼速率信號的寬帶調頻，但其電路結構復雜，調試難度大，雜波抑制比和工作穩(wěn)定性也不十分理想。另一種方案是在微波頻段進行鎖相調頻，也就是在鎖相振蕩器中采用兩點注入式調頻方式，來實現(xiàn)2Mb/s遙測信號的寬帶調頻。它克服了第一種方案的缺點，達到較好的技術性能，是工程應用中比較好的技術方案。兩點注入式調頻也有兩種實現(xiàn)方式，即完全兩點注入式調頻方式和準兩點注入式調頻方式。前一種方式是將PCM信號分成兩路，一路注入到S波段壓控振蕩器（VCO），另一路注入到晶振參考源。在晶振進行寬帶調頻，將與頻率穩(wěn)定度之間有一定的矛盾，具體實現(xiàn)有較大技術難度。而后一種方式卻不存在這一問題。因此，本文研究的調頻源將選用準兩點注入式調頻方式。

１ 準兩點注入式鎖相調頻源構成和調頻

特性分析

將PCM信號分成兩路，一路直接注入到S波段VCO輸入端，使VCO的輸出頻率隨著調制信號線性變化，實現(xiàn)直接調頻；另一路經過一個積分器注入到環(huán)路濾波器輸入端口后，再對VCO進行調相來實現(xiàn)間接調頻。該調頻方式稱為準兩點注入式鎖相調頻。準兩點注入式鎖相調頻源構成框圖如圖１所示。圖中，PD為鑒相器；LF為環(huán)路濾波器；N為環(huán)路中分頻器鏈路總的分頻比；晶振為鎖相環(huán)路的參考源。

圖2為準兩點注入式鎖相調頻源的相位模型。圖中，為簡化分析，未將預調電路考慮進去，但不影響分析結果。 lang=EN-US style=font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size: 10.0pt;font-family:Times New Roman;mso-fareast-font-family:宋體;mso-font-kerning: 1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language: AR-SA> 是VCO的壓控靈敏度； (V/rad)是鑒相器的鑒相靈敏度； (1/S)為積分器的積分時間常數(shù)；F(S)是環(huán)路濾波器的傳遞函數(shù)； （S）為PCM信號。

由相位模型可得

為使調頻特性分析簡便，設θｉS=0解方程組（1）得出 （S）引起的環(huán)路總輸出相位變化

所以，產生的調制頻偏為：

式（４）表明，在準兩點注入式調頻中，合理設計積分器，選擇其積分常數(shù)Km滿足下列條件：

其調頻特性將為一平坦的直線Kv，即可得到與環(huán)路響應無關的寬帶調制特性。這一技術特性正好滿足高碼速率信號的調頻要求。

２ 主要電路的設計

2.1 VCO調頻電路

按照國標標準，對于PCM／FM測控通信系統(tǒng)，要確保系統(tǒng)的誤碼概率最小，其最佳調制頻偏應選擇為

為適應2Mb/s PCM信號傳輸和寬帶調制的要求，采用的VCO調頻電路應具有調制線性范圍寬，調制頻偏大的特性。據(jù)此，選用雙變容二極管部分接入回路形式的調頻電路，如圖３所示。圖中，電感Ｌ為一段四分之一波長、特性阻抗為100Ω的高阻抗微帶線，它將V1的正極直流接地。V1和V2為相同型號的變容二極管，V3為VCO振蕩管。

要使2Mb/s PCM信號能在調頻電路中產生調制響應，并有較大的調制頻偏，其技術關鍵在于變容二極管的選取。