基于ADF4360-1的本振源設(shè)計

0 引 言
在無線通信領(lǐng)域，本振信號性能的優(yōu)劣是影響混頻器輸出頻譜純度的主要因素。頻率合成技術(shù)是指由一個穩(wěn)定、準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)參考頻率，經(jīng)過一系列的處理過程，產(chǎn)生大量離散的具有同一穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度的信號頻率。鎖相式頻率合成器是一種建立在相位負(fù)反饋基礎(chǔ)上的閉環(huán)控制系統(tǒng)，主要由鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器組成。
通過鎖相頻率合成實現(xiàn)的頻率源在通信、CATV等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，很多現(xiàn)代電子設(shè)備和系統(tǒng)的功能實現(xiàn)都直接依賴于頻率源的性能。ADI公司生產(chǎn)的ADF4360-1是電流型電荷泵數(shù)字鎖相式頻率綜合器芯片，具有很高的性價比。

1 ADF4360-1的工作原理及主要性能
ADF4360-1主要由數(shù)字鑒相器、電荷泵、分頻器、計數(shù)器及雙模前置P／(P+1)分頻器等組成。如圖1所示。

1．1 工作原理
從ADF4360-1外部輸入的信號有標(biāo)準(zhǔn)頻率源信號和控制信號，14位可編程參考R分頻器對外部頻率源信號分頻后得到參考頻率送至鑒相器。控制信號由時鐘信號CLK、數(shù)據(jù)信號DATA和使能信號LE組成。在CLK的控制下，串行輸入24位數(shù)據(jù)信號，暫時存放在24位數(shù)據(jù)寄存器中。在接收到使能信號LE后，先前輸入的24位數(shù)據(jù)根據(jù)地址位到達(dá)對應(yīng)的鎖存器。
ADF4360-1的主分頻比N由雙模預(yù)分頻器(P／P+1)、可編程5位A計數(shù)器及13位B分頻器實現(xiàn)，算法為N=B×P+A，輸出頻率為:fout=(B×P+A)×fref／R，通過設(shè)置A，B，R三個控制字寄存器的控制字來實現(xiàn)對鎖相環(huán)的控制。該芯片外圍只需添加環(huán)路濾波器，根據(jù)輸出頻率大小選擇合適的參數(shù)，即可輸出較穩(wěn)定的頻率。
1．2 主要性能
ADF4360-1是美國ADI公司生產(chǎn)的一款高性能鎖相頻率合成芯片，主要可應(yīng)用于無線射頻通信系統(tǒng)基站(GSM，WCDMA)、手機以及通信檢測設(shè)備中，為上下變頻提供本振信號。其特性如下：
工作電壓：3～3．6 V；輸出信號功率可控范圍具有四組可編程雙模分頻器8／9，16／17，31／32；三線串行接口進(jìn)行編程控制；1．8 V邏輯兼容；輸出功率可編程范圍是-13～-6 dB；能夠進(jìn)行模擬和數(shù)字鎖定檢測；內(nèi)部集成VCO；具有軟件和硬件掉電模式。

2 系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
在中頻發(fā)射電路中，本振源電路模塊對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。本文利用鎖相頻率合成芯片ADF4360-1設(shè)計2．33 GHz本振源信號，為射頻發(fā)信機正交混頻電路提供性能良好的本振載波。電路框圖如圖2所示。

2．1 電路參數(shù)設(shè)定
基于鎖相環(huán)的基本原理，只需要在內(nèi)部集成VCO的頻率合成芯片ADF4360-1外圍加環(huán)路濾波器，即可實現(xiàn)PLL頻率合成電路。