基于ADF4360-0的微波掃頻信號發(fā)生器設計

fo=fvco=N(fi/R) ……… …式(1)

　　式中,fi為參考頻率,它可由高穩(wěn)定度晶體振蕩器提供。而其鑒相頻率fr為:

fr=fi/R … ………式(2)

　　ADF4360-0是美國ADI公司生產的高性能鎖相頻率合成芯片,芯片內VCO可由數(shù)字信號控制，這與傳統(tǒng)VCO用模擬信號控制不同，該器件的主要特點如下:

　　(1)該合成器的輸出頻率范圍為2400-2725MHz；并可選擇二分頻。選擇二分頻時, 可輸出1200-1365MHz的頻率信號；

　　(2)工作電壓為3-3.6V；

　　(3)合成器的輸出信號的功率可控制范圍為-13dBm ～ - 6dBm；

　　(4)可編程雙模前置分頻器的分頻比為16/17、32/33等；

　　(5)能夠進行模擬和數(shù)字鎖定檢測；

　　(6)芯片內部集成VCO。

　　ADF4360-0是一款雙模前置分頻型單環(huán)頻率合成器,該器件可在不改變頻率分辨率的同時,有效地提高頻率合成器的輸出頻率。圖2所示是一個雙模前置型鎖相頻率合成器的工作原理方框圖[4]

圖2 雙模前置型鎖相頻率合成器結構原理圖

　　在圖2所示的器件結構中,(P+1)/P為高速雙模前置分頻器,其分頻模數(shù)為P+1和P,此外,系統(tǒng)中的A為脈沖吞咽可編程計數(shù)器；B為主可編程計數(shù)器；MC為?？刂七壿嬰娐?。雙模前置分頻器通常只有兩個計數(shù)工作模式,但工作時只要一個?？刂菩盘柧涂梢詫崿F(xiàn)簡單的換模計數(shù)工作,而不需要采用類似可編程分頻器那樣復雜的預置操作,因而其工作頻率可以做得像固定分頻器那樣高。事實上,雙模前置分頻器可以很好地解決固定前置分頻器提高輸出頻率f0和降低頻率分辨率Δf0的矛盾。

3、電路設計

3.1 設計要求

　　要求該信號發(fā)生器工作在2.4-2.7GHz的頻率范圍，在該頻率范圍內電路輸出等幅信號，中心頻率為2.6GHz，電路總的輸出相位噪聲小于-100dBc/Hz，電路相位輸出誤差小于15°。

3.2 ADF4360-0應用電路

　　利用鎖相環(huán)頻率合成器設計的信號發(fā)生器能為后續(xù)電路提供良好的信號源。圖3所示是利用ADF460-0芯片作為信號源的具體電路。

　　本電路用ADF4360-0來產生2.4G-2.7GHz的線性變化的微波信號。電路中的外部晶振為10MHz的高穩(wěn)定度有源晶體振蕩器。晶體振蕩器為ADF4360-0提供參考頻率和時鐘。由DSP通過SPI串口控制ADF4360-0芯片的鎖存器。使用時,晶振應接到ADF4360-0的參考時鐘輸入引腳CLK_ref，且其內部電荷泵輸出引腳CP (ChargePump)與VCO輸出引腳VTUNE之間還應接入環(huán)路濾波電路。

圖3 掃頻信號發(fā)生器電路原理圖