频率合成器模块系列— 20 MHz 至 32 GHz
频率合成器模块系列共四个型号：5009b（20 MHz – 6400 MHz 双通道）、5015（10 MHz – 15 GHz）、5019（10 MHz – 20 GHz）与 5030（18 – 32 GHz）。四款产品均为模块形态，通过 USB、以太网或 TTL 串口接收频率、功率与扫描指令，输出经校准的射频与微波信号。其输出功率、相位噪声与频率锁定时间针对系统集成场景优化，可直接嵌入用户的实验装置或设备机箱内部。
频率合成器的作用是从一个高稳定参考频率出发，通过锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）与倍频、分频电路合成出可精确设定的输出频率——输出频率等于参考频率乘以环路分频比。该系列内置 10 MHz 温补晶振（Voltage-ControlLED Temperature-Compensated Crystal Oscillator，VCTCXO）作为参考，也可锁定至外部 5 MHz 至 200 MHz 参考源，以适配实验室更高稳定度的时基。
该系列定位于需要把信号源集成进自有系统的用户，包括科研实验室、设备制造商与系统集成商。相比带显示屏与机箱的台式信号发生器，模块形态占用体积更小，可由 5 – 15 V 直流供电或以太网供电（Power over Ethernet，PoE），并便于构建多通道阵列。本系列被定位为可在多数常见应用中经济地替代实验室信号发生器。
型号 | 频率范围 | 通道 | 相位噪声（典型） | 频率锁定时间 | 输出功率（典型） | 供电 | 控制接口 |
5009b | 20 MHz – 6400 MHz | 2（相位相干） | −93 dBc/Hz @10 kHz @6 GHz | 100 – 200 µs | +18 dbm（0–3 GHz 频段） | +6 V（上限 +8 V） | USB 2.0 / TTL 串行 |
5015 | 10 MHz – 15 GHz | 1 | −104 dBc/Hz @10 kHz @10 GHz | < 400 µs | 可达 +17 dBm | 5 – 15 V DC，约 5–6 W | USB / 以太网 / TTL 串行 / PoE |
5019 | 10 MHz – 20 GHz | 1 | −104 dBc/Hz @10 kHz @10 GHz | < 400 µs | 可达 +17 dBm | 5 – 15 V DC，约 5–6 W | USB / 以太网 / TTL 串行 / PoE |
5030 | 18 – 32 GHz | 1 | −101 dBc/Hz @10 kHz @20 GHz | < 400 µs | +18 dBm（18–30 GHz 频段） | 5 – 15 V DC，8 W | USB / 以太网 / TTL 串行 / PoE |
1. Model 5009b
参数 | 规格 |
频率范围 | 20 MHz – 6400 MHz |
通道数 | 2 路独立信号源，可锁相至同一内部或外部参考 |
频率步进 | 1 Hz（< 4294 MHz）；10 Hz（> 4294 MHz） |
频率锁定时间 | 100 – 200 µs |
相位噪声（典型） | 6.0 GHz：−58（10 Hz）/ −67（100 Hz）/ −88（1 kHz）/ −93（10 kHz）/ −93（100 kHz）/ −124（1 MHz）/ −146（10 MHz）dBc/Hz |
5.0 GHz：−62 / −67 / −88 / −95 / −94 / −124 / −142 dBc/Hz | |
4.5 GHz：−62 / −68 / −88 / −95 / −96 / −126 / −144 dBc/Hz | |
3.3 GHz：−63 / −72 / −92 / −98 / −98 / −127 / −143 dBc/Hz | |
输出功率 | +18 dBm（0–3 GHz，下限 > +17 dBm）；+16 dBm（3–4 GHz，下限 > +15 dBm）；+15 dBm（4–6 GHz，下限 > +13 dBm） |
输出功率调节 | 衰减器范围 0 – 31.75 dB；下限输出 < −30 dBm |
谐波 | 典型约 −12 dBc（奇次谐波为主） |
非谐波杂散 | < −60 dBc |
内部参考 | 10 MHz 高稳定低相噪模拟补偿 VCTCXO；初始精度 < 0.5 ppm；温度与时间稳定度 < 0.2 ppm（−30 ℃ 至 +70 ℃ 内 < 0.3 ppm）；参考微调命令可修正至约 0.010 ppm |
外部参考输入 | 10 MHz – 200 MHz（支持施加直流调谐电压实现电子频率控制 EFC） |
扫描 | 0.1 ms – 1 s，0.1 ms 步进 |
供电 | +6 V 典型（上限 +8 V），约 400 mA（双通道开启且输出使能）；不支持 USB 供电 |
控制接口 | USB 2.0（Micro-B）、TTL 串行 |
控制方式 | 图形界面或 ASCII 命令；闪存保存非易失设置 |
2. Model 5015
参数 | 规格 |
频率范围 | 10 MHz – 15 GHz |
通道数 | 1 |
频率步进 | 1 Hz（< 4294.967 MHz）；10 Hz（以上） |
频率锁定时间 | < 400 µs（自频率指令发出至锁定检测输出稳定） |
相位噪声（典型） | −104 dBc/Hz @ 10 kHz 偏移 @ 10 GHz |
输出功率 | 校准输出可达 +17 dBm（100 MHz – 15 GHz 典型高于 +17 dBm）；功率可调范围超过 40 dB，可调至 < −30 dBm，步进 0.1 dB |
内部参考 | 10 MHz VCTCXO；初始精度 ±2 ppm；稳定度 ±0.5 ppm（−20 ℃ 至 +70 ℃）；EFC 牵引范围 > ±10 ppm |
外部参考输入 | 5 MHz – 100 MHz |
供电 | 5 – 15 V DC，约 5 – 6 W；不支持 USB 供电 |
控制接口 | USB（Micro-B）、以太网 10/100（需以太网适配器）、TTL 串行、USER 口；12 V PoE（需以太网适配器） |
射频接头 | SMA |
结构 | 铣削铝制多腔体射频屏蔽机壳 |
尺寸 / 重量 | 3.2" × 4.3" × 0.485"（约 81 × 109 × 12 mm）/ 165 g |
3. Model 5019
参数 | 规格 |
频率范围 | 10 MHz – 20 GHz（在 5015 架构上增加倍频器覆盖 15 – 20 GHz） |
通道数 | 1 |
频率步进 | 1 Hz（< 4294.967 MHz）；10 Hz（以上）；20 Hz（> 15 GHz） |
频率锁定时间 | < 400 µs |
相位噪声（典型） | −104 dBc/Hz @ 10 kHz 偏移 @ 10 GHz；15 – 20 GHz 频段在 < 100 Hz 偏移处典型可改善 15 dBc 以上 |
输出功率 | 校准输出至少 +13 dBm、典型 15 dBm；上限典型高于 +17 dBm（100 MHz – 20 GHz）；可调至 < −30 dBm，步进 0.1 dB，控制范围超过 40 dB |
功率精度 | 15 – 20 GHz：+10 dBm 至 −20 dBm 区间 ±1.0 dBm；高于 +10 dBm 或低于 −20 dBm 时 ±1.5 dBm |
输出阻抗 | 50 Ω 标称 |
内部参考 | 10 MHz VCTCXO；初始精度 ±2 ppm；稳定度 ±0.5 ppm（−20 ℃ 至 +70 ℃）；EFC 牵引范围 > ±10 ppm |
外部参考输入 | 5 MHz – 100 MHz（操作手册另载至 120 MHz） |
供电 | 5 – 15 V DC，约 5 – 6 W；不支持 USB 供电 |
控制接口 | USB（Micro-B）、以太网 10/100（需以太网适配器）、TTL 串行、USER 口；12 V PoE（需以太网适配器） |
直流输入接头 | Hirose DF3A-2P-2DS |
结构 | 铣削铝制射频屏蔽机壳 |
尺寸 / 重量 | 3.2" × 4.3" × 0.485" / 165 g |
4. Model 5030
参数 | 规格 |
频率范围 | 18 – 32 GHz（标称）；原厂说明可在 16 – 34 GHz 范围调谐，输出功率与频谱性能下降 |
通道数 | 1 |
频率步进 | 20 Hz（30 GHz 以上为 40 Hz） |
频率锁定时间 | < 400 µs |
相位噪声（典型）@ 20 GHz | −68（100 Hz）/ −90（1 kHz）/ −101（10 kHz）/ −104（100 kHz）/ −112（1 MHz）/ −133（10 MHz）dBc/Hz |
相位噪声（典型）@ 30 GHz | −65（100 Hz）/ −88（1 kHz）/ −99（10 kHz）/ −101（100 kHz）/ −110（1 MHz）/ −130（10 MHz）dBc/Hz |
输出功率（18 – 30 GHz） | +16 dBm（下限）/ +18 dBm（典型）/ +20 dBm（上限） |
输出功率（30 – 34 GHz） | +10 dBm（下限）/ +13 dBm（典型）/ +15 dBm（上限） |
输出功率调节 | 可调至 < −15 dBm，步进 0.01 dB |
谐波 | 典型 < −20 dBc |
杂散 | < −60 dBc；提供 LN1 / LN2 / LS1 / LS2 四种杂散抑制模式 |
内部参考 | 10 MHz |
外部参考输入 | 5 MHz – 100 MHz |
供电 | 5 – 15 V DC，正常工作 8 W，待机 500 mW；需配 PS6V-2 电源套件，不支持 USB 供电 |
控制接口 | USB、以太网、TTL 串行；12 V PoE（需 ETH-1 以太网适配器与 ETH-2 PoE 注入器） |
射频接头 | SMK 2.92（female）与 SMA female，50 Ω |
回波损耗 | 6 dB |
工作温度 | 0 ℃ 至 +60 ℃；存储 −20 ℃ 至 +70 ℃ |
尺寸 | 3.2" × 4.3" × 0.485" |
· 四档频率覆盖，从 20 MHz 到 32 GHz
5009b 覆盖 20 MHz – 6.4 GHz，5015 覆盖 10 MHz – 15 GHz，5019 覆盖 10 MHz – 20 GHz，5030 覆盖 18 – 32 GHz。同一系列内可按实际工作频段选型，避免为用不到的频率余量付费。
· 模块形态，可直接嵌入系统
5015 / 5019 / 5030 的机壳尺寸为 3.2" × 4.3" × 0.485"（约 81 × 109 × 12 mm），采用铣削铝制多腔体射频屏蔽结构。信号源可置于实验装置或设备机箱内部，无需为台式仪器单独预留台面与机架空间。
· 多接口与 PoE 供电
5015、5019 与 5030 同时提供 USB、以太网与 TTL 串行接口，支持 12 V 以太网供电（PoE，需配以太网适配器）。在构建多通道阵列时，可用网线同时完成供电与通信，简化布线。
· 宽范围功率调节
5015 与 5019 的功率控制范围超过 40 dB，可调至 < −30 dBm，步进 0.1 dB；5030 可调至 < −15 dBm，步进 0.01 dB。输出功率可覆盖从驱动功放的一级激励到接收前端测试的微弱信号。
· 可锁定外部参考
四款型号均内置 10 MHz 温补晶振，并支持锁定至外部参考（5009b 支持 10 – 200 MHz，其余型号支持 5 – 100 MHz）。实验室已有更高稳定度时基时，可整体提升系统的频率稳定度；在约 100 Hz 以上的偏移处，相位噪声基本不受外部参考影响。
· 双通道相位相干输出
5009b 内置两路独立信号源，可同时锁定至同一内部或外部参考，为需要两路相干信号的场景（如混频本振、双音测试）提供一体化方案。
· 射频与微波实验室通用信号源：为实验室提供可编程的射频、微波信号，替代台式信号发生器完成常规测试与实验。
· 系统集成与本振（Local Oscillator，LO）信号：作为子系统嵌入自研设备，为混频器、接收机提供本振信号。
· 射电天文与 21 cm 氢线观测：与配套的 2100 下变频器模块配合，为 1420 MHz 氢线观测接收链路提供 1275 MHz 与 125 MHz 本振信号。
· 分子光谱学：为谱仪提供稳定的射频激励与本振信号。
· 粒子物理与加速器：用于束流诊断、时钟分配与射频激励环节。
· 量子计算与冷原子实验：作为辅助微波信号源，用于提供时钟、本振或辅助激励信号。
· 微波光子学与电光调制器驱动：驱动声光调制器（Acousto-Optic Modulator，AOM）、电光调制器（Electro-Optic Modulator，EOM）等器件，用于激光移频、锁频与调制实验。
· 多通道阵列构建：利用模块的小体积、宽压供电与 PoE 能力搭建多通道相位相干信号源系统。
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