一个基本的锁相环由参考信号、 鉴相器、 环路滤波器和 VCO 构成。而对于大的偏离载波频率， 或者说在 PLL 环路的带宽之外，则有:So( ωm) ≈ SVCO( ωm) ωm > ωn 由此可看出，要改善输出频率的相位噪声特性，必须做到以下 2 点:( 1) 在环路带宽以内， 尽量降低参考信号和鉴相器的相位噪声;( 2) 在环路带宽以外， 尽量降低 VCO 的相位噪声。在 X 波段以上实现点频源， 由于参考信号至输出频率的倍频次数较高，若采用分频锁相 VCO 的技术方案，在环路带宽以内，由于微波分频及数字基底噪声的影响，相位噪声在 20LogN 的基础上会有多余的恶化，淹没了参考信号的噪声特性; 若采用取样锁相 DRO 的技术方案， 在环路带宽以内， 由于取样鉴相器是无源器件，噪声极低，不会恶化参考信号的噪声特性， 在环路带宽以外， 由于 DRO 是一种具有高Q 谐振器的 VCO， 其相位噪声要远远好于普通的VCO，因此， 在 X 波段以上实现高质量的点频源， 取样锁相 DRO 技术是首选。取样锁相 DRO 频率源由参考信号、 取样鉴相器( SPD) 、 环路滤波器、 辅助扩捕电路和介质稳频振荡器(DRO) 等 5 部分构成 。
取样锁相 DRO 的工作原理是: 取样鉴相器把参考信号转换为重复频率与参考信号一样的窄脉冲，参考脉冲对 DRO 的正弦波进行取样， 保持电路使采样的电压保持到下一周期。当 DRO 为参考频率的整数倍并保持严格相位同步时， 取样鉴相器将输出一个稳定的直流电压， 环路锁定; 否则， 离散的样品电压经保持电路将是一个连续的阶梯状差拍电压，对 DRO 频率进行牵引， 直至锁定。取样锁相环属于模拟锁相环，其鉴相器不具有鉴频功能。因此， 当开机时 DRO 频率与参考频率相差很多， 依靠环路的自捕获能力不能使环路锁定，需要引入辅助扩捕电路，对 DRO 进行频率牵引， 当 DRO 频率扫描到环路的捕获带时，依靠环路的自捕获能力实现环路锁定 。
DRO 设计要点
并联反馈型 DRO 由于电路简单、 频带宽、 偏离工作点较远时产生停振而不跳模等优点被广泛采用。当不加介质谐振器时， 整个电路是微波放大器的工作状态，不产生振荡; 当把高 Q 介质谐振器放置在输出微带线与输入微带线之间时， 通过磁耦合把输出功率的一部分反馈到栅极， 当反馈相位和反馈功率合适时将产生振荡; 介质谐振器相当于窄带带通滤波器， 在介质谐振器的中心频率处， 反馈最强，相位合适。反馈式介质谐振器稳频振荡器是利用介质谐振器作为选频网络， 以达到产生振荡和稳频的双重目的。在设计并联反馈 DRO 时，为了获得理想的稳频效果，必须采用单向性好的场效应管， 亦即管子的S12应尽可能小， 希望其值趋近于零， 否则因管子的内反馈作用， 将无法很好地实现预期的稳频性能 。
除此以外，为了能产生振荡， 并有一定的功率输出，在工作频率上的放大器功率增益 Kp， 必须大于介质谐振器反馈网络的功率传输系数 β 的绝对值， 即 Kp≥ | β |。一般 β = - 5 dB。当前，GaAs FET 的功率增益在 Ku 波段以下均大于此值。在调试 DRO 时，必须保证在不放置介质谐振器时，整个电路不产生频谱， 或在 20GHz 以上产生幅度低于 - 20 dBm 的频谱。若不满足以上 2 条， 应调整电路直到满足以上条件。然后放置 DR， 调整 DR与耦合微带线的耦合位置， 使 DRO 起振。DR 放置在一定范围内， DRO 均可产生稳定振荡。固定好DR 后，通过调整机械调谐螺钉，使 DRO 产生所需频率。观察 DRO 窄 带 频 率， 若 带 宽 在 500 kHz 时，DRO 的频谱稳定， 则说明 DRO 设计成功， 达到 DR稳频效果 。
取样锁相环路设计要点
整个环路开机后 DRO 的瞬时频差有几 MHz 到十几 MHz，对于这样的频差，取样鉴相器的鉴相灵敏度很小，后面的有源滤波器也失去了放大作用。因此，取样环路的捕获带远小于瞬时频差， 依靠环路的自捕获能力， 环路不能锁定， 需要增加辅助扩捕电路，牵引环路入锁。扩捕电路产生一低频扫描波形，加到 DRO 的电调端。当环路刚开机或失锁时， 环路的正反馈增益大于 1， 扩捕电路起振， 牵引 DRO 入锁。当环路锁定时， 环路的负反馈增益大于运放的正反馈增益，将迫使 DRO 的控制电压按环路同步规律变化，则扩捕电路不起振 。
扩捕电路采用低频三角波电路形式， 由斯密斯触发电路和积分电路构成。扩捕电路的频率选为几十 Hz 到几百 Hz， 由 R1、 R2、R5、 C1 共同决定。扩捕电路将 DRO 牵引入锁后， 整个锁相环路的性能由鉴相器、 环路滤波器和 DRO 共同决定。鉴相器提供一定的鉴相灵敏度( k) ， DRO 提供压控斜率( kv) ，这两项通常是固定的，环路的调整由环路滤波器的两个时间常数( τ1， τ2 ) 来实现。由于取样鉴相器的底噪低，因此， 环路带宽可取得较宽， 充分利用参考晶振近端优良的噪声特性; 同时， 环路带宽取宽，可提高整个取样环路的可靠性。通常环路带宽大于 100 kHz，阻尼系数选为 0. 7 ~ 1. 2， 噪声带宽由环路带宽和阻尼系数共同决定 。
