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標題: C波段（5.6GHz---6.2GHz）頻率源設計 [打印本頁]

作者: liuda 時間: 2015-1-22 08:34
標題: C波段（5.6GHz---6.2GHz）頻率源設計
頻率合成器是現代通訊系統你不可少的關鍵電路，是電子系統的主要信號源，頻率合成器在數字通信，衛星通信，雷達，導航，航空航天，遙控遙測以及高速儀表等領域有著非常廣泛的應用。世界各國都非常重視頻率合成器的研研究。寬工作頻帶，高頻率穩定度。低相位噪聲，低雜散，小步進和高速變頻是當代頻率合成器發展的趨勢。研究C波段頻率合成器在衛星通信，數字電視等方面有極其重要的意義。
下面是頻率源的指標：
頻率范圍：5.6GHz----6.2GHz （C波段）
輸出功率：0dbm左右
頻率分辨率： 1MHz
相位噪聲： 80dbc/Hz@10KHz
雜散抑制： -50dbc
供電 12V

前提本設計先把指標排除在外，不管好與壞，主要是沒有儀器測試，這也是我第一次做C波段的頻率源，此設計主要是掌握方案和實踐。下面是設計的方案。
方案設計1 采用上變頻
用兩片ADF4350通過混頻器，取出上邊頻，此方案類似發射機的方案，如下圖所示：

這是我頭腦中第一想出來的方案，雙環上變頻外加濾波，采用兩個ADF4350，一個出來3G的頻率（固定）另外一個出來可變的頻率經過混頻器，取上變頻，在放大濾波就可以實現了。
固定本振為ADF4350如圖

變頻器采用HITTITE公司的HMC220如圖

最后是用ADS軟件設計出來的5.6GHz---6.2GHz的微帶濾波器加放大器如圖

實物及實際測試如下所示：

實際測試與仿真出來的幾乎一致。。。。
整機結構如下：

整機實際測試

采用下變頻器測試輸出350MHz時頻譜。

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接下來就是方案2.直接PLL這樣就相當的簡單了。只要一個VCO.與頻率合成器外加一個CPU就可以搞定了。下面是PLL設計過程。。。
在這里不得不說的就是，要真心的感謝一位兄弟，陪我一起熬了幾個夜晚，沒有一句怨言，在此器件他付出了很多，可以這么說，沒有他的幫助這個絕對做不出來，在這里真心的說聲謝謝了！！！
頻率合成器采用ADI公司的ADF4107，帶寬高達7.5GHz。由于ADF4107內部沒有VCO，所以VCO選擇HITTITE公司的HMC431，帶寬為5.5GHz----3.6GHz。真好符合設計要求。
下面是原理框圖

環路的設計。采用ADI公司自帶的ADIsimPLL軟件設計，
由VCO的壓控曲線得知

環路濾波器要采用有源的濾波器，環路如下：

經過仿真調試最終仿真結果如下所示：

下面是實際調試與測試的過程
先看看實物如何。。。

這些器件都是QFN的封裝，手工焊起來真是很費勁哦。。。。下面展示下焊工。。。

還是蠻幸運的，一下子就焊上去了，。。。。
接下來就是軟件的調試。。。。。多謝這位兄弟的幫忙。經過3天的艱苦奮斗終于出結果了。。。

這個時候已經是后半夜的2點鐘了。。。。。兄弟還在一起陪我調程序。。。
接下來就是測試了，由于手里只有3.5GHZ的頻譜儀，測試不到6GHz的信號，所以就想辦法了，還是用下變頻的辦法來測試。
采用ADF4350的二次諧波，然后用以前做好的微帶濾波器取出6GHz的信號做本振，這樣就可以下變頻到中頻信號，在用頻譜測試。
本振源

在用微帶濾波器取出6GHz的信號，下面是測試的過程

變頻出來，是500MHz左右的頻率，這時是VCO自由振蕩的頻率。。

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接下來就是寫程序的看寄存器了。

在這里更搞笑的是，兩個人的英語都超級爛。。。。一個三級不過，另一個是三級剛好60分卻抱著全是英文的資料看。。。。

功夫不負有心人啊，，，奇跡般的寫出來了。。。。人沒有什么做不到的事情，只是看你想不想去做。只要真心的付出去做一件事，肯定能成功的！！！

下面就是測試結果
本振是6GHz，頻率合成器輸出一個最低的頻點，5.6GHz，中頻輸出400MHz頻譜如下所示

最終把實物放在了屏蔽盒內，效果更佳。。。。

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總結
2014還有不到1個月不到的時間就要結束了，時間過的真好快啊，轉眼間一年過去了，在2014年里發生了好多的事情，今年剛好本人的本命年，與她從13走到14，我家里又添加了一個可愛的外甥女。在年初的愿望還是有一個沒有實現，可能是還沒到緣分吧，，，
在這一年里匆匆忙忙的就要過去了，14年哭過，笑過，總體來說14年還是蠻幸運的，可能是它的原因吧。。。。

但是14年沒有什么太大的收獲，只贊下了這些。。。

這個作品可能是我在14年里的收關之作了吧。接下來的日子里我也不想去弄了，該好好的休息休息了，為在15年繼續奮斗做好準備。。。。在次感謝幫助過我的人。。。

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