基于ADF4360-0的微波扫频信号发生器设计
fo=fvco=N(fi/R) ……… …式(1)
式中,fi为参考频率,它可由高稳定度晶体振荡器提供。而其鉴相频率fr为:
fr=fi/R … ………式(2)
ADF4360-0是美国ADI公司生产的高性能锁相频率合成芯片,芯片内VCO可由数字信号控制，这与传统VCO用模拟信号控制不同，该器件的主要特点如下:
(1)该合成器的输出频率范围为2400-2725MHz；并可选择二分频。选择二分频时, 可输出1200-1365MHz的频率信号；
(2)工作电压为3-3.6V；
(3)合成器的输出信号的功率可控制范围为-13dBm ～ - 6dBm；
(4)可编程双模前置分频器的分频比为16/17、32/33等；
(5)能够进行模拟和数字锁定检测；
(6)芯片内部集成VCO。
ADF4360-0是一款双模前置分频型单环频率合成器,该器件可在不改变频率分辨率的同时,有效地提高频率合成器的输出频率。图2所示是一个双模前置型锁相频率合成器的工作原理方框图[4]
图2 双模前置型锁相频率合成器结构原理图
在图2所示的器件结构中,(P+1)/P为高速双模前置分频器,其分频模数为P+1和P,此外,系统中的A为脉冲吞咽可编程计数器；B为主可编程计数器；MC为模控制逻辑电路。双模前置分频器通常只有两个计数工作模式,但工作时只要一个模控制信号就可以实现简单的换模计数工作,而不需要采用类似可编程分频器那样复杂的预置操作,因而其工作频率可以做得像固定分频器那样高。事实上,双模前置分频器可以很好地解决固定前置分频器提高输出频率f0和降低频率分辨率Δf0的矛盾。
3、电路设计
3.1 设计要求
要求该信号发生器工作在2.4-2.7GHz的频率范围，在该频率范围内电路输出等幅信号，中心频率为2.6GHz，电路总的输出相位噪声小于-100dBc/Hz，电路相位输出误差小于15°。
利用锁相环频率合成器设计的信号发生器能为后续电路提供良好的信号源。图3所示是利用ADF460-0芯片作为信号源的具体电路。
本电路用ADF4360-0来产生2.4G-2.7GHz的线性变化的微波信号。电路中的外部晶振为10MHz的高稳定度有源晶体振荡器。晶体振荡器为ADF4360-0提供参考频率和时钟。由DSP通过SPI串口控制ADF4360-0芯片的锁存器。使用时,晶振应接到ADF4360-0的参考时钟输入引脚CLK_ref，且其内部电荷泵输出引脚CP (ChargePump)与VCO输出引脚VTUNE之间还应接入环路滤波电路。
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