兼容多波段射頻上變頻器設(shè)計(jì)
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4.1 電路實(shí)現(xiàn)
（1）IQ調(diào)制電路實(shí)現(xiàn)
IQ調(diào)制芯片使用ADI公司的AD8346，其工作頻率為0.8GHz～2.5GHz，邊帶抑制可達(dá)－36dBc（本振1.9GHz時(shí)的標(biāo)稱值，背景噪聲僅為－147dBm/Hz，調(diào)制帶寬為DC～70MHz，在輸入信號(hào)正交性較好的情況下，實(shí)際電路能夠把載波和一個(gè)邊帶抑制40-50dBm，可以滿足電路性能要求。
（2）PLL電路實(shí)現(xiàn)
PLL電路選用ADI公司的小數(shù)分頻頻率合成器ADF4153，頻率范圍500MHz～4GHz，包含低噪聲數(shù)字鑒相器，精密的電荷泵以及可編程的參考分頻器（三線串行接口，可以使用微控制器通過CLK、DATA和LE三條線進(jìn)行寫頻，并且支持SPI總線方式）。
以參考頻率10.23MHz，分辨率10kHz，產(chǎn)生1222MHz本振為例，ADF4153頻率設(shè)置如下：
MOD＝10.23MHz/10kHz＝1023
INT＝1222MHz/10.23MHz＝119（取整數(shù)部分）
FRAC＝（1222/10.23－119）*MOD＝463
然后根據(jù)MOD INT FRAC設(shè)置芯片N和R寄存器的相應(yīng)位。壓控振蕩器選用ZCOMM公司的V585ME15，頻率范圍是1100MHz～1400MHz，典型的1Hz帶寬情況下10kHz偏移量處的相位噪聲為～100dB/Hz。
（3）AGC電路實(shí)現(xiàn)
AGC電路中可控增益放大器選用ADL5330，ADL5330是一款能提供1MHz～3GHz寬頻帶，具有以dB為單位呈線性增益控制范圍的單片VGA。它集成了寬帶放大器和衰減器，所以比分立器件實(shí)現(xiàn)方案極大地節(jié)省印制電路板面積、減少元器件數(shù)量并且降低成本。ADL5330具有60dB動(dòng)態(tài)增益和衰減范圍（約＋20dB增益和－40dB衰減），22dBm輸出功率水平（1dB壓縮點(diǎn)）以及在1GHz頻率和8dB噪聲系數(shù)（NF）下具有＋31dBm輸出三階截點(diǎn)（OIP3）。
ADL5330可以和ADI公司的I/Q調(diào)制器（選用的是AD8346）和功率檢測(cè)器（選用的是AD8361）較好的配合使用，構(gòu)成完整的信號(hào)通道。
電平檢測(cè)選用ADI公司的AD8361，該芯片典型應(yīng)用就是發(fā)射功率控制，頻率響應(yīng)范圍是0.1～2.5GHz，輸入范圍最高可達(dá)30dB，線性和頻率穩(wěn)定度較好（14dB范圍內(nèi)的誤差為±0.25dB，23dB范圍內(nèi)的誤差為±1dB）。
通過調(diào)節(jié)環(huán)路的直流增益（檢波器后面的運(yùn)放）可以調(diào)節(jié)AGC輸出，穩(wěn)定后輸入變化環(huán)路自動(dòng)調(diào)節(jié)VGA的放大倍數(shù)從而保持輸出不變，實(shí)際電路經(jīng)調(diào)試可以保證在輸入變化50dBm的范圍內(nèi)變化輸出基本保持穩(wěn)定。
（4）控制信號(hào)接口電路實(shí)現(xiàn)
控制信號(hào)接口模塊的微控制器選用Atmel公司的ATmg16單片機(jī)，硬件支持I2C總線，程序設(shè)計(jì)更為方便。
4.2 測(cè)試結(jié)果
本文實(shí)現(xiàn)了可以進(jìn)行精確實(shí)時(shí)功率控制和本振頻率控制的上變頻器，實(shí)際電路設(shè)計(jì)中各個(gè)部分采用分腔的結(jié)構(gòu)，通過對(duì)各個(gè)分腔模塊的調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波段和功率要求應(yīng)用的快速調(diào)整和重新設(shè)計(jì)。
圖6～7為一個(gè)具體上變頻器的實(shí)際測(cè)試結(jié)果。中頻輸入信號(hào)為46.52MHz，上變頻至1268.52MHz ， 功率控制范圍為－130dBm～－50dBm， 步進(jìn)量為0.25dBm，頻點(diǎn)可以在1100MHz～1400MHz范圍內(nèi)以10kHz的分辨率任意設(shè)置。測(cè)試結(jié)果表明電路產(chǎn)生的本振信號(hào)穩(wěn)定，IQ調(diào)制器輸出對(duì)載波和下邊帶抑制達(dá)到30-40dB，上變頻后的信號(hào)質(zhì)量較好。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/157934.htm
圖6 本振信號(hào)
圖7 上變頻后載波和下邊帶的抑制情況
5 結(jié)束語
本文分析了發(fā)射機(jī)射頻上變頻器各個(gè)組成部分，提出了多波段兼容上變頻器的設(shè)計(jì)方案，并且具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)L波段上變頻電路，給出了實(shí)際測(cè)試結(jié)果。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明電路性能良好，為通用射頻模塊設(shè)計(jì)提供一種解決方案。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：射頻電路設(shè)計(jì)和調(diào)試往往比較困難。本文設(shè)計(jì)了一種適用于多個(gè)頻點(diǎn)的通用上變頻器，可以對(duì)本振信號(hào)頻點(diǎn)和輸出功率進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，電路結(jié)構(gòu)清晰，實(shí)際電路性能良好，提供了一種通用射頻上變頻器的設(shè)計(jì)方案。電路不變，通過調(diào)整少量元件便可以迅速設(shè)計(jì)出所需頻率范圍的上變頻器電路。
評(píng)論