基于V600ME14-LF的鎖相環(huán)設(shè)計(jì)

鎖相環(huán)路是一個能夠跟蹤輸入信號相位的閉環(huán)控制系統(tǒng)， 它在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用;比如調(diào)制解調(diào)、頻率合成、精密儀器測量、FM立體聲解碼等。鎖相環(huán)的應(yīng)用如此廣泛是由其獨(dú)特的優(yōu)良特性決定的。它具有載波跟蹤特性，作為一個窄帶濾波器， 它可提取淹沒在噪聲中的信號， 并用高穩(wěn)定的參考振蕩器鎖定， 也可提供一系列高穩(wěn)定的頻率源，以進(jìn)行高精度的頻率和相位測量等; 本設(shè)計(jì)正是給出了鎖相環(huán)在頻率源中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)方法。

　　1 鎖相環(huán)路設(shè)計(jì)方案

　　圖1所示是根據(jù)鎖相環(huán)的基本原理以及具體需要設(shè)計(jì)的方案框圖， 其中， 參考頻率REF由10MHz晶振產(chǎn)生，考慮到VCO的頻率輸出在2~3GHz， 而鑒相器的輸入頻率范圍有限， 所以采用先分頻的方式通過分頻器分頻， 之后再送給DDS，最后再經(jīng)過DDS分頻， 從而滿足鑒相器輸入頻率范圍的要求。VCO芯片V600ME14-LF的電壓調(diào)諧范圍為0~24V， 所以，本方案中的環(huán)路濾波器采用有源濾波器， 并將鑒相器的輸出經(jīng)過放大后送到VCO， 從而使電壓的調(diào)諧范圍可以滿足輸出頻率的要求。

　　圖1 鎖相環(huán)設(shè)計(jì)方案框圖

　　本設(shè)計(jì)方案將DDS作為可編程的分頻器， 其分頻系數(shù)可在1/2~1/2n之間變化， 從而實(shí)現(xiàn)頻率很高的小數(shù)分頻。DDS作為分頻器，其頻率不能太高， 所以， 在其前面應(yīng)加入分頻器， 分頻器可設(shè)置為4、8、16、32分頻， 該分頻器采用32分頻，并通過控制DDS分頻系數(shù)來使VCO的變化范圍達(dá)到要求的2~3GHz。

　　環(huán)路濾波采用有源濾波器的設(shè)計(jì)方式， 有源濾波器不僅可濾除干擾信號，同時也有放大的作用，可以彌補(bǔ)鑒相器輸出信號較小的缺點(diǎn)，從而達(dá)到VCO輸入電壓的要求。

　　2 V600ME14-LF介紹

　　2.1 特性說明

　　V600ME14-LF是Z-COMM公司推出的一款S波段且符合RoHS的VCO， 該芯片的工作頻率范圍是2000MHz ～4000MHz， 調(diào)諧電壓范圍為0 ～24V， 同時， 該VCO具有以下特征：

　　◇ 10kHz時的相位噪聲為-89dbc/hz;

　　◇ 諧波抑制(2nd)： 典型值為-15dbc， 最大值為-10dbc;

　　◇ 輸出功率典型值為： 2～11dbm;

　　◇ 驅(qū)動能力： 10MHz/V;

　　◇ 調(diào)諧靈敏度(avg.)： 110MHz/V;

　　◇ 工作溫度范圍： -40-85℃;

　　◇ 電源電壓： 5V;

　　◇ 電源電流(Icc)： 典型值為44mA。

　　圖2所示是相位噪聲和頻偏的關(guān)系的示意圖，圖中的單位分別是dbc/Hz和Hz。

　　圖2 相位噪聲與頻偏的關(guān)系曲線圖

　　2.2 引腳介紹

　　V600ME14-LF芯片采用的是MINI-16-LOW封裝， 圖3所示是其引腳示意圖， 各引腳的功能如下：

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