频率综合器的工作原理是什么?
频率综合器的工作原理是什么?
频率综合器是现代电子系统的重要组成部分，在通讯、 雷达、 电子对抗、 遥控遥测和仪器仪表等众多领域得到了广泛应用， 尤其是在卫星导航通信领域。在无线电子通信系统中， 频率综合器是射频收发系统的核心部件。随着电子信息技术的发展， 电子系统的小型化已经成为了一个必然的发展趋势，而频率综合器的小型化是实现整个电子系统小型化的重要环节之一。为了实现频率综合器的小型化，同时能够有较好的相位噪声性能指标， 从设计方案到电路实现都应仔细考虑，以尽量减小体积。
工作原理
ADF4350 芯片在内部集成了 VCO， 并且整个芯片体积很小， 为 32 引脚LFCSP_VQ 形式，这样锁相环电路具有结构简单、 尺寸小、 调试工作量小、 抗干扰性能好等优点。通过设置芯片内部的计数器等就可以得到需要的频率，具体可以通过式( 1) 和式( 2) 计算。
RFOUT = fPFD × ( INT + ( FRAC/MOD) ) ， ( 1)
式中，RFOUT为外部电压控制振荡器( VCO) 的输出频率; INT 为二进制 16 位计数器的预设分频比; MOD为预设小数模数; FRAC 为小数分频的分子。
fPFD = REFIN × [ ] ( 1 + D) /( R × ( 1 + T) ) ， ( 2)
式中，REFIN为基准输入频率; D 为 REFIN倍频器位;T 为 REFIN二分频位; R 为二进制 10 位可编程参考分频器的预设分频比。
利用 ADF4350 芯片能够设计小型化的频率综合器，并通过 ADIsimPLL 软件可以仿真出相位噪声的指标。在 2.23 GHz 时相位噪声在偏离 1 kHz 时能够达到至少 85 dBc /Hz， 完全能够应用于卫星导航通信系统中。
关键技术
在设计频率综合器电路时， 首先应考虑所占空间的 大 小， 同 时 还 要 考 虑 输 出 匹 配 设 计， 匹 配ADF4350 的输出以实现最佳性能的方法有多种， 最基本的方法是将一个 50Ω 电阻，串联一个 100 pF 的直流旁路电容并连到 VVCO。该电阻与频率无关， 因而能够提供良好的宽带匹配功能。同时在给 ADF4350 芯片供电时需把电源的影响降低到最小，选用较小功耗的稳压芯片作为供电使用，在供电的输出端口利用电容进行滤波处理，尽量将纹波降低，这样能够将锁相环芯片的性能发挥到最好的水平。
控制芯片选取 Atmel8L- 8MU， 将频率综合器的控制引脚与该单片机相连，由于走线较多，考虑到节省空间的问题，运用 4 层印制板进行走线，控制线尽量在中间层布线，由于输出频率较高，在印制板空白的地方尽量能够多打一些过孔， 这样能够实现良好的接地，对于整体的性能会有所改善。通 过 在 频 率 综 合 器 的 前 端 加 整 型 芯 片，将输入参考正弦曲线转换成方波，这样会使频率源输出的相噪指标提高 3 dB 左右。频率综合器采用封闭屏蔽盒的结构设计方式，为了测试方便，屏蔽盒两侧选用盲插型射频接插件，这样减小了横向的尺寸。
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