基于AD9516的寬帶高動態(tài)數(shù)字中頻系統(tǒng)采樣時鐘設(shè)計與應(yīng)用

　　其中為f 0 載波頻率, L 是在一定頻率偏移處的相位噪聲。

　　3.2 　時鐘測試結(jié)果

　　該方案PCB 板繪制制作出來后,經(jīng)過程序?qū)⒏餍酒呐渲脭?shù)據(jù)由單片機(jī)通過FPGA 寫進(jìn)各自寄存器,并對電路板時鐘部分以及其他各部分進(jìn)行了仔細(xì)的調(diào)試,最終得到時鐘頻率的相噪和抖動測試數(shù)據(jù)。

　　相位噪聲即短期頻率穩(wěn)定度,一般是指在系統(tǒng)內(nèi)各種噪聲作用下引起的輸出信號相位的隨機(jī)起伏,他對電路系統(tǒng)有很大的影響,是衡量頻率合成器信號純度的主要依據(jù),這里使用直接頻譜分析法對時鐘相噪進(jìn)行測量。測量時通常被指定為偏離載波的某個頻率處的1 Hz 帶寬之內(nèi)噪聲功率與載波功率之比。表1 是兩個125 MHz 與500 MHz 時鐘頻率在載波不同偏離處的相位噪聲測試結(jié)果:

表1 　時鐘相位噪聲測試結(jié)果　單位:dBc/ Hz

　　各時鐘測試結(jié)果通過與Aglient 信號發(fā)生器直接產(chǎn)生的頻率相比,性能較好。運(yùn)用其中一組數(shù)據(jù)500 MHz 在頻偏1 MHz 處的單位相位噪聲-144dBc/ Hz 作為估計輸出信號的熱噪聲基底,通過式(4) 計算輸出信號抖動為:

　　這個信號抖動值,對照11bit 的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD80141 的信噪比、輸入頻率及時鐘抖動關(guān)系圖(圖4) ,可見其SNR 在65dB 左右,完全符合項目要求。

圖4 　SNR、輸入頻率及時鐘抖動關(guān)系圖

　　3.3 　總體測試結(jié)果

　　采用此時鐘方案,系統(tǒng)整體性能也較為理想,調(diào)試中將各中心頻率為162 MHz 的大小信號輸入測試,結(jié)果均符合要求。例如:中心頻率為162 MHz ,正負(fù)頻偏各為0164 MHz 的雙音信號信號經(jīng)過此系統(tǒng)處理后,最終信噪比能達(dá)到65dB ,符合項目指標(biāo)需要。雙音信號測試結(jié)果如圖5 所示:

圖5 　雙音信號測試結(jié)果

　　4 　結(jié)束語

　　數(shù)字中頻技術(shù)在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中應(yīng)用前景廣泛,本文介紹的這種基于AD9516 的數(shù)字中頻系統(tǒng)采樣時鐘合成方案,具有性能優(yōu)異、應(yīng)用靈活、電路簡單、成本低等優(yōu)勢,測試結(jié)果表明具有良好的性能,在通信、電子、醫(yī)療等需要時鐘的領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用價值。另外系統(tǒng)中AD80141 芯片由于前端匹配不當(dāng)會產(chǎn)生信號反射效應(yīng),進(jìn)而影響輸入信號質(zhì)量,故對它的前端線圈匹配是個需要注意的地方,做好該匹配對SNR 還將有進(jìn)一步提高。