基于ADF4110的頻率發(fā)射系統(tǒng)

摘要：結(jié)合美國ADI公司推出低功耗寬帶集成鎖相環(huán)芯片ADF4110的性能特點(diǎn)以及鎖相環(huán)頻率合成器的原理，給出了用ADF4110鎖相環(huán)芯片設(shè)計(jì)頻率自動跟蹤系統(tǒng)的硬件電路，并給出了頻域和時域的測試結(jié)果，表明電路可以進(jìn)行精確實(shí)時功率控制和本振頻率控制，可以滿足不同頻點(diǎn)發(fā)射機(jī)的要求。
關(guān)鍵詞：頻率跟蹤；鎖相環(huán)；相位噪聲；分頻器

O 引言
利用鎖相技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻率的加、減、乘、除。其優(yōu)點(diǎn)是由于鎖相環(huán)路相當(dāng)于一窄帶跟蹤濾波器，因此能很好地選擇所需頻率的信號，抑制雜散分量，且避免了大量使用濾波器，十分有利于集成化和小型化。此外，一個設(shè)計(jì)良好的壓控振蕩器具有高的短期頻率穩(wěn)定性，而標(biāo)準(zhǔn)頻率源具有高的長期頻率穩(wěn)定度，鎖相式頻率合成器把這二者結(jié)合在一起，使其合成信號的長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度都很高。但鎖相式頻率合成器的缺點(diǎn)是頻率轉(zhuǎn)換時間較長，單環(huán)頻率合成器的頻率間隔不可能做得很小。

1 鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)
鎖相環(huán)一般為一個負(fù)反饋環(huán)路結(jié)構(gòu)，它比較輸入信號和振蕩器輸出信號之間的相位差，從而產(chǎn)生誤差控制信號來調(diào)整振蕩器的頻率，以達(dá)到與輸入信號同頻同相，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

鑒相器是用于判斷鎖相器所輸出的時鐘信號和接收信號中的時鐘相差幅度。環(huán)路濾波器是用于對鑒相器的輸出信號進(jìn)行濾波和平滑，大多數(shù)情形下是一個低通濾波器，用于濾除由于數(shù)據(jù)的變化和其他不穩(wěn)定因素對整個模塊的影響。壓控振蕩器的輸出頻率正比于環(huán)路濾波器上的控制電壓，最終使參考時鐘與分頻器的輸出信號同頻同相，即壓控振蕩器的輸出信號頻率為參考時鐘頻率的N倍?？烧{(diào)相／調(diào)頻的時鐘發(fā)生器是用于根據(jù)鑒相器所輸出的信號來適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)鎖相器，內(nèi)部的時鐘輸出信號的頻率或者相位，使得鎖相器完成上述的固定相差功能。
鎖相環(huán)有很多種類，可以是數(shù)字的也可以是模擬的也可以是混合的，可以用于恢復(fù)載波也可以用于恢復(fù)基帶信號時鐘。從整體上來說，輸入與輸出信號頻率差不斷減小，直到差值為零，進(jìn)入鎖定狀態(tài)，相差等于一個極小的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤。

2 ADF4110芯片介紹
ADF4110是分頻為N的在無線接收器和發(fā)射機(jī)的上變頻和下變頻部分的一臺小數(shù)N分頻PLL頻率合成器，它包括一臺低噪聲數(shù)字式階段頻率探測器(PFD)，精確度極高的充電泵，并且有可編程序的參考分頻器，一致的RF輸出相位，工作電源2．7V到3．3V，串行接口，模擬式和數(shù)字式鎖，電源下降沿工作方式，擁有環(huán)路濾波器。廣泛應(yīng)用于CATV設(shè)備，基礎(chǔ)配置的無線收音機(jī)，無線手機(jī)，無線LANs和PMR，通信測試設(shè)備。ADF4110采用16腳下TSSOP封裝，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。