基于ADF4106的低相噪本振設(shè)計

可以得出鎖相環(huán)輸出頻率。其中，為壓控振蕩器的輸出頻率，P為雙模式前置分頻器的預(yù)設(shè)模式，B為二進制的13位計數(shù)器預(yù)設(shè)分頻比，A為二進制的6位計數(shù)器預(yù)設(shè)分頻比，為外部提供的參考頻率，R為參考頻率的分頻比。根據(jù)方案要求，ADF4106的各個參數(shù)設(shè)置為：P=16，B=33，A=12，R=10。三個控制寄存器初始化設(shè)置為R寄存器000028h，N寄存器002131h，F(xiàn)寄存器4008c2h，如表1所示。送數(shù)時序如圖3所示。

2.2 環(huán)路濾波器設(shè)計

　　鎖相環(huán)路濾波器電路是鎖相環(huán)電路中重要的一個部分，它的性能直接影響環(huán)路的穩(wěn)定性、鎖相時間和鎖相輸出的相位噪聲、雜散指標(biāo)等^[5]。本方案設(shè)計中的環(huán)路濾波器是用來將ADF4106充電泵輸出的鑒相電流轉(zhuǎn)換成驅(qū)動壓控振蕩器的控制電壓，同時抑制高頻分量。在實際的電路實現(xiàn)中，由于鑒相頻率在鎖相環(huán)輸出上會產(chǎn)生寄生雜散，而二階環(huán)路一般不能濾除，所以采用三階低通濾波器，提高了對雜散頻率的抑制程度。因為相對于無源環(huán)路濾波器，有源環(huán)路濾波器電路復(fù)雜程度增加，同時噪聲也相對較高，所以通常設(shè)計中都是優(yōu)先選用無源環(huán)路濾波器。本方案利用ADI公司提供的PLL仿真軟件ADIsimPLL ver3.0設(shè)計三階無源環(huán)路濾波器，如圖4所示。電容C1的作用是將ADF4106電荷泵輸出的脈沖轉(zhuǎn)化成直流電壓，電容C2和電阻R1的目的是增加環(huán)路的穩(wěn)定性，電阻R2和電容C3能夠抑制干擾紋波，同時濾除由鑒相頻率帶來的雜散分量。利用仿真獲得的三階無源濾波器圖形如圖5所示，仿真結(jié)果是理想值，經(jīng)過多次實際調(diào)試獲得最佳參數(shù)。

2.3 功率調(diào)理電路設(shè)計

　　因為測試儀器要求第二點頻本振的輸出功率范圍是10～12dBm。而測得壓控振蕩器經(jīng)過功分器輸出信號的功率是0.5dBm，所以需要設(shè)計功率調(diào)理電路對第二點頻本振的輸出功率進行調(diào)整。功率調(diào)理電路包括放大器和數(shù)控衰減器。本設(shè)計選用ADI公司的放大器HMC313和數(shù)控衰減器HMC425LP3，通過送數(shù)控制HMC425LP3的衰減量，測得第二點頻本振的輸出功率是11dBm，送給HMC425LP3的數(shù)據(jù)是3Bh。

3 測試結(jié)果

　　根據(jù)本方案設(shè)計的低相噪點頻本振經(jīng)調(diào)試后滿足相噪指標(biāo)和功率指標(biāo)要求。圖6、圖7分別是用頻譜分析儀測得的1kHz、10kHz頻偏的相位噪聲。1kHz頻偏的相位噪聲是-110.98dBc/Hz，10kHz頻偏的相位噪聲是-119.63dBc/Hz。

4 結(jié)論

　　本文設(shè)計了一種基于鎖相環(huán)芯片ADF4106的低相噪本振源，通過對鎖相環(huán)路濾波器的優(yōu)化設(shè)計和實際調(diào)試，測得相位噪聲滿足設(shè)計指標(biāo)要求，通過對輸出功率調(diào)理電路的設(shè)計、調(diào)試，使得本振輸出功率為11dBm，滿足設(shè)計指標(biāo)10～12dBm的要求。本文設(shè)計的本振源已成功用于一款通信測試儀器中。

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　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第6期第30頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。