基于ADF4001与MAX2620的宽带锁相频率源设计

基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现胡格;王志鹏;文继国【摘要】介绍了一种K波段频率源的设计方法.本文采用LMX2594数字锁相环芯片,并用C8051F330单片机对锁相环芯片进行操作,然后再倍频的方法实现了实现了该K波段频率源的设计.该频率源具有频率稳定度高,相位噪声低,杂散低等优点.测试结果表明该频率源的相位噪声为-90dBc@1kHz,-98dBc@10kHz;输出功率大于10dBm,可以满足系统的各项要求.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2018(000)017【总页数】3页(P119-121)【关键词】K波段;频率源;锁相环;相位噪声;杂散【作者】胡格;王志鹏;文继国【作者单位】成都信息工程大学;成都信息工程大学;成都信息工程大学【正文语种】中文1 引言频率源是现代微波通信系统的重要功能单元，在收发射机、雷达、通信、电子对抗和检测仪器等电子设备中被广泛应用，它的性能直接影响整个通信系统的性能[1]。

随着雷达等信息技术的发展，对频率源的稳定性、相位噪声、杂散和体积等性能指标提出了越来越高的要求[2]。

频率源的设计方法有直接频率合成、锁相环频率合成、直接数字频率合成、PLL+DDS频率合成[3-4]。

本文所设计与实现的点频源是通过采用锁相环频率合成技术产生一个点频率然后放大再通过倍频，最后滤波得到我们最终所需的信号。

图1 LMX2594功能框图2 锁相环的工作原理LMX2594是德州仪器生产的一款较高性能的宽带合成器，能产生10MHz至15GHz 范围内的任何频率，其显著特点是实现非常低的带内噪声和集成抖动。

高速N分频器没有预分频器，能够有效减少杂散的数量和振幅。

还有一个可减轻整数边界杂散的可编程输入乘法器。

LMX2594可以是单端输入输出，也可以是差分输入输出。

参考信号先由管脚 OSCINM 或 OSCINP 进入芯片，经过倍频，R分频器，然后再送到鉴相器。

鉴相器的输出经过电荷泵后由管脚CPOUT 输出至外部的环路滤波器，滤波后再经过管脚VTUNE来控制VCO，VCO信号经过一个可编程的N分频器来控制需要的频率，最后通过RFOUT输出。

X波段频率源的设计与实现的开题报告一、研究背景随着无线通讯技术的不断发展，高频率宽带无线通信技术成为未来发展的主要方向。

而 X 波段频率源（8-12 GHz）是高频率宽带通信中应用广泛的基本器件之一。

X 波段频率源主要应用于雷达、卫星通信、毫米波通信系统等领域。

目前，市场上已有一些成熟的 X 波段频率源产品，但价格昂贵，不适合大众化市场需求。

因此，研究和开发高性能和低成本的 X 波段频率源具有重要的意义。

本课题旨在设计和实现一种基于集成电路的 X 波段频率源，具有较高的稳定性、精度和可靠性，以满足市场需求。

二、研究内容1. X 波段频率源的研究和分析：对 X 波段频率源的特性、性能要求和发展趋势进行分析和研究，为设计提供理论依据。

2. X 波段频率源的电路设计：设计基于一定原理的 X 波段频率源电路，考虑到频率稳定性和抗干扰性等因素，使其具有很好的性能指标。

3. X 波段频率源的模拟仿真：采用 ADS 软件进行模拟仿真，验证设计方案的正确性和可行性，在仿真调试的基础上逐步优化设计方案。

4. X 波段频率源的实现和测试：根据设计要求进行 X 波段频率源的实现，进行功能测试、性能测试和参数测试，评估其实际性能和可靠性。

三、研究意义1. 本研究的成果可以提高国内工业界在 X 波段频率源研究方面的水平，增强国内通信领域的自主创新能力。

2. 设计和实现新型的 X 波段频率源，能够满足未来通信领域对频率源的性能和成本需求，促进产业的发展和经济的繁荣。

3. 本研究还可以为相关学科的发展提供理论指导和实践经验，为相关研究领域提供新的思路和方法。

四、研究方法1. 文献调研：综合调查国内外关于 X 波段频率源的研究进展和相关领域的实践经验，了解最新的技术进展和热点问题。

2. 理论研究：对 X 波段频率源的特性、性能和设计原理进行深入研究和分析，并基于此设计出合理的电路方案。

3. 模拟仿真：采用 ADS 软件进行电路仿真和优化，验证电路设计方案的可行性和正确性。

第一章课题研究概述1.1课题研究的目的和意义在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。

测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。

目前常用的测频方案有三种：方案一：完全按定义式Ｆ＝ＮＴ进行测量。

被测信号Ｆx经放大整形形成时标ГX，晶振经分频形成时基TR。

用时基TR开闸门，累计时标ГX 的个数，则有公式可得Ｆx=1ГX=NTR。

此方案为传统的测频方案，其测量精度将随被测信号频率的下降而降低。

方案二：对被信号的周期进行测量，再利用Ｆ＝１Ｔ（频率＝１周期）可得频率。

测周期时，晶振ＦR经分频形成时标ГX，被测信号经放在整形形成时基TＸ控制闸门。

闸门输出的计数脉冲Ｎ＝ГXTR，则TX=NГX。

但当被测信号的周期较短时，会使精度大大下降。

方案三：等精度测频，按定义式Ｆ＝ＮＴ进行测量，但闸门时间随被测信号的频率变化而变化。

如图１所示，被测信号Ｆx经放大整形形成时标ГX，将时标ГX经编程处理后形成时基TR。

用时基TR开闸门，累计时标ГX的个数，则有公式可得Ｆx=1ГX=NTR。

此方案闸门时间随被测信号的频率变化而变化，其测量精度将不会随着被测信号频率的下降而降。

本次实验设计中采用的是第三种测频方案。

等精度频率计是数字电路中的一个典型应用，其总体设计方案有两种：方案一：采用数字逻辑电路制作，用IC拼凑焊接实现。

其特点是直接用现成的IC组合而成，简单方便，但由于使用的器件较多，连线复杂，体积大，功耗大，焊点和线路较多将使成品稳定度与精确度大打折扣，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。

方案二：采用可编程逻辑器件（CPLD）制作。

随着现场可编程门阵列FPGA的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL等硬件描述语言语言，将使整个系统大大简化，提高了系统的整体性能和可靠性。

电路与系统多通道低相噪同步频率源设计胥伟，潘明海，张艳睛(南京航空航天大学电子信息工程学院,江苏南京211106)摘要：针对数字射频存储器(Digital Radio Frequency Memory，DRFM)系统在进行对外部输入信号采集时，对高稳频率源需求问题，提出了一种基于两级锁相环的多通道低相噪同步频率源设计方法，实现了6路在2.26〜2600MHz 范围内任意频率信号输出遥通过线性叠加的方法，理论分析了锁相环中相位噪声的模型，并根据相位噪声的来源进行优化设计遥最后对频率源电路杂散和相位噪声进行测试，测试结果表明该频率源电路输出1.25GHz频率时的杂散抑制优于-60dBc，相位噪声抑制优于-104.91dBc/Hz@500kHz遥关键词：频率源；锁相环；相位噪声；杂散中图分类号：TN95文献标识码：A DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200921中文引用格式：胥伟,潘明海,张艳睛.多通道低相噪同步频率源设计[J].电子技术应用，2021,47(3):97-101,114.英文引用格式：Xu Wei,Pan Minghai,Zhang Yanjing.Design of multi-channel low phase noise synchronous frequency source[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(3)：97-101,114.Design of multi-channel low phase noise synchronous frequency sourceXu Wei,Pan Minghai,Zhang Yanjing(School of Electronic Information Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing211106,China) Abstract:In order to meet the requirement of high stability frequency source when DRFM(Digital Radio Frequency Memory)systemcollects external input signals,a design method of multi-channel,low phase noise synchronous frequency source based on two-stage PLL is proposed in this paper.Six channels of arbitrary frequency signal output in the range of2.26〜2600MHz are realized.Through the method of linear superposition,the phase noise model of PLL is analyzed theoretically,and the optimal design is carried out ac­cording to the source of phase noise.Finally,the spurious and phase noise of the frequency source circuit are tested.The test re­sults show that the spurious suppression is better than-60dBc and the phase noise suppression is better than-104.91dBc/ Hz@500kHz when the frequency source circuit outputs 1.25GHz frequency.Key words:frequency source；phase locked loop；phase noise；spurious0引言DRFM系统在产生雷达欺骗干扰回波时,需要一个高稳定度的频率源信号用于对外部输入信号的采集与重构。

小型化低成本频率源设计李宝新（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068）摘 要：本文采用集成式锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）ADF5355实现一款超宽带、小尺寸、低成本的频率源，锁相环利用单片机C8051F340控制。

首先锁相环芯片ADF5355可以实现54 MHz~13600 MHz的频率输出，可以满足较大频率范围固定点频源的要求；另外，选择的锁相环芯片ADF5355和单片机C8051F340，再加一个稳压器芯片就可以实现低成本频率源的设计；通过合理的空间布局，可以实现小尺寸频率源的设计，具有较大的工程应用价值。

关键词：锁相环；单片机；稳压器中图分类号：TN74 文献标识码：A 文章编号：1674-7976-(2020)-06-438-04 Design Miniaturized and Low Cost Fixed Frequency SourceLI BaoxinAbstract:This paper design a fixed frequency source with the phase-locked loop chip ADF5355. Controlled by MCU C8051F340, the source realized the goal of miniaturized, low cost and ultra wideband. First, the phase-locked loop chip ADF5355 can realize frequency range from 54 MHz to 13600 MHz, so it can fulfill the request of the frequency range of the fixed frequency source. In addition, this source is formed by the PLL chip ADF5355, MCU C8051F340 and a LDO (Low dropout regulator) chip. Through reasonable PCB design, the size of this source is 30mm×30mm, with great practical value in engineering.Key words：PLL; MCU; LDO0 引言频率源是雷达、通信等系统实现高性能指标的关键技术之一，很多现代电子系统的功能实现都直接与频率源的性能有关，因此频率源被誉为无线电系统的心脏，其性能的优劣直接影响到整机的性能。

高精度4-20mA恒流源电路的设计[摘要] 4-20mA电流输出,在远程智能工业控制中占有重要的地位。

本设计提出的高精度可编程恒流源系统,以STC89C52单片机、AD421数模转换器为核心,经分析、处理后,可实现高精度的恒流输出,以为工业设备校准提供精密参考信号。

[关键词] 4-20mA电流恒流源AD421 单片机高精度1.引言恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源,现代电子技术的广泛应用,促进了对恒流源的需求。

例如高精度恒流源在为智能仪器仪表的检测和为工业设计提供精密参考信号发挥了很好的作用。

本设计,提出了一种廉价的高精度可编程恒流源的设计方案,使用单片机作为系统的控制核心,通过16位电流输出型DA 转换器AD421输出电流信号。

在实际测试中,恒流输出精度表现出色,达到了设计得要求。

本设计具有如下优点:(1)电流可以由用户自行调整,并通过液晶显示器与用户交互;(2)经过软件校正后,电路线性相对较好, 精度可达到±1uA;(3)电路简单, 容易实现;(4)可用于对防爆有特殊要求的工业现场。

2.系统分析4—20mA可编程恒流源的功能模块图如图1所示。

通过单片机给AD421提供数字信号,经AD421转换后输出4-20mA电流;由于AD421环流输出电路的模拟部分的影响,导致输出电流呈现一定的非线性,本设计通过软件对其进行了校准,使恒流源的精度达1uA;输出电流大小可由用户通过键盘自由设定,并通过液晶显示出来;且由于单片机和AD421之间通过光耦合实现了隔离,使其可用于对防爆有特殊要求的工业现场。

3.基于AD421的主硬件电路设计AD421是美国ADI公司推出的一种单片高性能数模转换器。

它由电流环路供电,16位数字信号以串行方式输入,4-20mA电流输出。

本质上来说,AD421提供了三个功能:将来自微处理器的数字函数变为模拟函数;用作环电流放大器;提供将环流作为能源的稳定的工作电压调节器。

以AD421为核心的主硬件电路的设计如图2所示。

基于ADF4360-1的2.4G频率合成器设计摘要：该文通过高性能、低功耗的8位ATmega8微处理器产生控制信号，利用美国ADI公司生产的锁相环芯片ADF4360-1，设计了一个稳定的2.4GHz本振信号源电路模块，可广泛应用于电视，仪器，通信等领域。

文中详细介绍了系统中核心芯片的性能、结构以及应用方法，设计出了完整的硬件电路并对电路的各个参数进行了评估，结果基本上符合要求。

关键词：ATmega8 ADF4360-1锁相环频率合成本振信号源在现代无线电通信及相关领域中，为确保通信的稳定和可靠，对通信设备的频率准确度和稳定度提出了越来越高的要求。

与LC振荡电路“跑频”严重相比，晶体振荡电路具有可微调的稳定频率，但变化范围小，频率值不高。

频率合成技术是指将一个或少量的高稳定度、高准确度的标准频率作为参考频率，经过相应的信号处理过程，从而获得大量离散的具有同一稳定度和准确度的信号频率。

主要有三种合成方法：直接模拟合成、锁相环合成以及直接数字合成。

1 锁相式频率合成器的基本原理锁相环路（PLL）具有较为突出的优点：频率在一定范围内可调；数字化接口；能实现快速准确的跳频通信；抗干扰能力强。

锁相环频率合成器通过锁相环完成频率的加减乘除运算，是一种建立在相位负反馈基础上的闭环控制系统，对相位噪声和杂散具有很好的抑制作用。

原理图如图1所示，主要由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成。

外部晶振提供的参考频率信号与压控振荡器的输出频率经程序N分频后在鉴相器内进行相位比较，产生误差控制电压，再经环路滤波器滤除误差信号中的噪声和高频分量，最后输出的直流脉冲电压控制压控振荡器产生所需的振荡频率。

通过锁相式频率合成实现的频率源应用广泛于通信、电视等电子设计领域，重点用于以下三方面：接收机本地振荡；发射机载波信号；信号发生器。

ADI公司生产的ADF4360-1内置可编程分频器，具有电荷泵电流编程功能，可应用于无线射频通信系统，是一款性价比很高的电荷泵锁存芯片。