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ADF4108在宽带X波段频率合成器中的应用

作者:高建平 中国人民解放军92854部队 通信雷达声纳修理厂时间:2011-02-22来源:电子产品世界收藏

  优化设计及仿真

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/117111.htm

  为了实现X波段的微波频率合成器,设计时可以选用锁相环芯片与外部和环路滤波器来进行设计。由于受到芯片频带的限制,通常在芯片基础上需增加一个固定,通常称之为固定前置分频式单环频率合成器,以便降低锁相环芯片RFIN的输入频率。该方案的具体电路结构原理如图2所示。

  本设计将采用另外方法即外加混频器进行下混频方案,该设计保证了PLL系统中全相参且不引入前置的电源噪声,同时还降低了的RFIN,称之为双环混频式锁相环频率合成器,该方案具体电路结构原理如图3所示(图3中R为倍频次数)。

         有一个简单的SPI可兼容串联读写接口,CLK、DATA和LE可控制数据传输,当LE(latch enable)为高电平时,在CLK的每个上升沿,已锁入输入内存的24 位数将被送入合适的缓存器。该系统工作速度是纳秒级。这比有几百微秒的锁定时间的典型系统更能满足要求,从而提高了锁相环的锁定速度。本设计采用CPLD进行控制,CPLD芯片中XC95288XL最快工作时间为10ns,并且具有较多的宏单元,可以快速实现对芯片的串口控制。混频器选用成都亚光的HSPK68C,压控振荡器选用十三所的HE832K1,输入采用进口的100MHz晶振,其相位噪声可达-155dBc/Hz/kHz,100MHz的晶振经过二功分后,一路信号给梳谱发生器倍频使其产生C波段信号,另外一路送ADF4108作为参考源频率。该方案的具体电原理图见图4。

  使用ADI公司提供的专门针对4000系列的锁相环芯片的仿真软件ADI SimPLL,可对ADF4108器件进行仿真。该软件本身提供有多种类型的环路滤波器,用户可根据需要选择滤波器,本设计为了不引入有源器件的电源噪声,选用三阶无源低通滤波器,输入所选定的特性参数,这样,软件可自动计算出环路的各个参数以及相位噪声、锁定时间等。图6 是最终的仿真波形,由图5 可见该方案设计的X波段频率合成器在10GHz的输出频率上相位噪声只有-105dBc/Hz/kHz,且入锁时间只有2.5ms。

     


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关键词: 分频器 VCO ADF4108

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