基于ADF4106的低相噪本振設(shè)計(jì)

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(jìn)制的13位計(jì)數(shù)器預(yù)設(shè)分頻比，A為二進(jìn)制的6位計(jì)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(gè)參數(shù)設(shè)置為：P=16，B=33，A=12，R=10。三個(gè)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(shí)序如圖3所示。

2.2 環(huán)路濾波器設(shè)計(jì)

　　鎖相環(huán)路濾波器電路是鎖相環(huán)電路中重要的一個(gè)部分，它的性能直接影響環(huán)路的穩(wěn)定性、鎖相時(shí)間和鎖相輸出的相位噪聲、雜散指標(biāo)等^[5]。本方案設(shè)計(jì)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(dòng)壓控振蕩器的控制電壓，同時(shí)抑制高頻分量。在實(shí)際的電路實(shí)現(xiàn)中，由于鑒相頻率在鎖相環(huán)輸出上會(huì)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(duì)雜散頻率的抑制程度。因?yàn)橄鄬?duì)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(shí)噪聲也相對(duì)較高，所以通常設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(shí)際調(diào)試獲得最佳參數(shù)。

2.3 功率調(diào)理電路設(shè)計(jì)

　　因?yàn)闇y(cè)試儀器要求第二點(diǎn)頻本振的輸出功率范圍是10～12dBm。而測(cè)得壓控振蕩器經(jīng)過功分器輸出信號(hào)的功率是0.5dBm，所以需要設(shè)計(jì)功率調(diào)理電路對(duì)第二點(diǎn)頻本振的輸出功率進(jìn)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(jì)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(cè)得第二點(diǎn)頻本振的輸出功率是11dBm，送給HMC425LP3的數(shù)據(jù)是3Bh。

3 測(cè)試結(jié)果

　　根據(jù)本方案設(shè)計(jì)的低相噪點(diǎn)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(cè)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(jì)了一種基于鎖相環(huán)芯片ADF4106的低相噪本振源，通過對(duì)鎖相環(huán)路濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)際調(diào)試，測(cè)得相位噪聲滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，通過對(duì)輸出功率調(diào)理電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試，使得本振輸出功率為11dBm，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)10～12dBm的要求。本文設(shè)計(jì)的本振源已成功用于一款通信測(cè)試儀器中。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]陶長(zhǎng)亞.基于HMC833LP6GE的寬帶本振源設(shè)計(jì)[J].電子產(chǎn)品世界,2016,331(23)：31-33.

　　[2]賴一成,宋亞梅.S波段低相噪振蕩器的設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù),2013.2:140-145.

　　[3]李昂,于萌,朱康生.寬帶低相噪頻率綜合器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子科技,2015.28(7):54-59.

　　[4]梁劉永,張龍.X波段低相噪跳頻源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2012,20(4):135-138.

　　[5]白居憲.低噪聲頻率合成[M].西安交通大學(xué)出版社,1994,10.

　　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(shí)引用，并注明出處。