如何设计一个频率高达200 MHz的廉价正弦波发生器？

我想为我正在设计的天线分析仪制造便宜的宽带振荡器。我想要一个在宽频率范围内的简单正弦波。我不想使用像AD9851这样的DDS IC，因为它价格昂贵，而且感觉有些过时了。

我正在查看SI5351A，它将产生一个高达200 MHz的50欧姆方波时钟。

我想将方波输出转换为1 MHz-200 MHz范围内的正弦波。最简单，最便宜的方法是什么？

我想到的两个想法是

1. 两个级联运算放大器积分器，使用OPA355或类似器件
2. 一系列低通滤波器，可滤除整个频率范围内的除基波以外的所有信号。例如，截止频率为2、4、8、16、32、64、128和256 MHz的滤波器？当频率上升时，正确的滤波器将通过8端口模拟开关切换到该滤波器。这似乎是很多滤波器，但是所有这些组件都是纯无源的，并且具有相对宽松的公差。

使用时钟发生器IC的方法有意义吗？如果是这样，那么哪个滤波器最适合将输出转换为正弦波？谢谢。

如果准备使用开关滤波器组，那么不妨考虑使用colpitts正弦波振荡器的开关组。一个晶体管将为您提供足够的正弦波，并添加几个变容二极管，您将获得一个简单的直流电压控制，其频率范围大于2：1，即一个colpitts电路可为您提供100 MHz至200 MHz（加上下一个）。

因此，有8个晶体管振荡器可以胜任工作，正弦波纯度将好于大约5％。这是我最喜欢的colpitts振荡器配置：-

http://www.radio-electronics.com/images/oscillator-voltage-control-circuit-01.gif

$\sqrt{22}$

要提高质量，您可以将输出馈送到HMC700分数N锁相环，并通过这种方式（使用SPI）来控制频率和稳定性。因为一次只能选择一个振荡器，所以单个HMC700应该可以在整个范围内工作。

要选择8个信号之一，可以使用pin二极管来完成，但使用诸如HMC544A之类的RF模拟开关可以减轻大脑的负担。会有其他人，但是您需要找到具有高隔离能力的人。

您也许还可以使用模拟开关来选择覆盖整个频率范围的一堆电感器-这将是一项成就，因为会出现杂散和泄漏电容问题，但是我想得越多，我认为您可以一个colpitts振荡器和几个电感器接通或断开的频率范围至少为5：1。这将使振荡器的数量减半。值得考虑。

使用开关低通滤波器使方波通过的第二个想法是在许多商用RF信号发生器中采用的方法。这确实取决于您希望正弦波的清洁程度。使用这种技术的经济版本很难获得优于40dB的典型值，30dB的保证谐波抑制率，但是这种电平足以满足许多使用情况。

您可以采用多种技巧来降低成本并简化设计。

第一种是至少在较高频率下以半个八度音阶为单位使用滤波器。尽管方波名义上没有偶次谐波，但对于具有不对称性和穿透性的实用设备，它会崩溃，从而导致明显的二次谐波。在某些适当的低频下，您可以进入八度频段。

下一步是使用低阶椭圆设计的滤波器，该滤波器可改善过渡带的陡度，但会以较高频率的“返回”为代价。

第二种方法是安排屏蔽层，以使最高频率（可能具有最低功率和最低增益的频率）通过最短，损耗最小的路径，并在频率下降时添加更多部分。在级联开始时，固定设计良好的256MHz“屋顶”滤波器将处理192MHz滤波器的恢复，这两个将处理128MHz滤波器，依此类推。

下一步是通过使电流流过PIN二极管来切换滤波器，这比使用其他开关技术更便宜，更容易。偏置电流流经滤波器串联电感，因此偏置在滤波器级联中的特定点上会接通滤波器的正确部分，其余部分断开。

最后是仅将滤波器降低到某个合理的频率，并使用DDS和单个低通滤波器一次性完成最低频率范围。