基于FPGA芯片和频率合成器ADF4360-4的GPS信号源的设计方案

　　2.2 应用电路设计

　　在模拟电路射频模块中，频率合成器ADF4360-4为混频器提供本振信号，其应用电路如图4所示，频率合成器的模拟输入是外部温补晶振，晶振通过一个滤波器将标准时钟送到ADF4360-4的16脚REFin;频率合成器的输出管脚是4脚：RFoutA和5脚RFoutB，这两路输出差分高频信号，通过匹配网络和谐振滤波网络送入混频器的差分输入端;第17～19管脚分别是频率合成器初始化时控制数据的CLK脚、DATA脚、LE脚，与测试输出用的20脚MUXOUT一并接到一个5针插头，以便与FPGA芯片连接，作为其输入输出控制接口;12脚Cc为补偿管脚，连一个电容接地;13脚Rset用来设置电荷泵输出最大电流的大小，电流大小由公式ICPmax=11.75/Rest决定，本电路中Rest=4.7 kΩ;14脚CN连一个电容接Vvco去耦;6脚VCO电源、21脚数字电源和2脚模拟电源分开放置，分别加去耦电容;其他的模拟地和数字地直接接地。

　　2.3 初始化设计

　　频率合成器ADF4360-4通过高速双模前置分频器P，5位脉冲吞咽可编程计数器A，13位主可编程计数器B和14位可编程参考R分频器共同决定主分频比，其输出频率为

　　。模拟电路中使用输入晶振为fi=11.289 6 MHz，数字电路部分输出GPS信号频率为12.5 MHz，经过推算可以设置频率合成器参数A=5，B=34，P=8，因此频率合成器输出本振信号频率为.f0=1 563.609 8 MHz。

　　频率合成器ADF4360-4内部有3个24位寄存器，R寄存器、C寄存器和N寄存器，由于寄存器是用来暂存指令和数据的，每次掉电后原来写入寄存器的数据也就丢失了，因此每次上电时，必须重新给寄存器写入数据才能获得所需的本振输出。通电时寄存器数据写入顺序是R寄存器、C寄存器和N寄存器，寄存器数据输入程序用VHDL语言编写，采用FPGA芯片来控制，其中3个24位寄存器的初始化设置值如表1所示。其中每个寄存器最末两位DBl和DB0用来决定目标寄存器，比如“01”代表R寄存器，“10”代表N寄存器，“00代表C寄存器;R寄存器的DBl5～DB2用来设置14位可编程参考分频器R，N寄存器的DB20～DB8用来设置13位主可编程计数器B，DB6～DB2用来设置5位脉冲吞咽可编程计数器A，C寄存器的DB23和DB22用来决定高速双模前置分频器P，比如“OO”表示P=8，C寄存器的DBl3和DBl2用来设置输出功率大小，例如“10”表示频率合成器输出功率大小是-7 dBm，可以根据实际需要调整输出功率的大小。