基于ADF4110的頻率發射系統

CPGND充電泵地，此引腳是充電泵的接地回路。AVDD模擬電源電壓，范圍是3．0V～3．6V。對地的去耦電容應盡可能地靠近該引腳，AVDD必須與DVDD的值相同。AGND模擬信號地，此引腳是前置分頻器和VCO的接地回路。RFINB，前置分頻的互相輸入，此引腳必須連接一個小旁路電容到地，用于去耦，典型值是l00PF。RFINA，前置分頻器輸入。該小信號輸入是被交流耦合到VCO。RSET在此引腳和CPGND之間連接一個電阻，設置充電泵ICP最大輸出電流。ICP和RSET的關系式為ICPmax=25．5／RSET，設置RSET=4．7KΩ,則ICPmax=5．42mA。DGND，數字地。REFIN，基準輸入，此引腳是CMOS輸入，輸入能被TLL和CMOS晶體振蕩器所驅動并能采用交流耦合。CLK串行時鐘輸入。

3 硬件系統電路
ADF4110內部的N分頻器(包括P分頻器、B分頻器和A分頻器三個部分)的分頻比應為15000，即N=PB+A=15000。可選取P=64，B=237，A=32。
工作過程分為頻率牽引過程和相位鎖定過程，頻率牽引過程是一個完全的非線性過程，相位鎖定過程是一個近似的線性過程。電荷泵鎖相環本質上是一個離散時間采樣的動態系統，當環路帶寬遠遠小于參考時鐘頻率時，可以采用連續時間近似；當相位誤差在鑒頻鑒相器的鑒相范圍內時，可以采用線性近似，整個系統結構如圖3所示，這樣，當電荷泵鎖相環處于相位鎖定過程時，就可以得到一個線性連續時間的相位域模型。晶振輸入的參考時鐘頻率為10MHz，壓控振蕩器的輸出增益為，電荷泵電流為100mA，分頻器的分頻比N=16。根據電路參數，電荷泵鎖相環的環路增益相對較高，為了保證電荷泵鎖相環的穩定性，并抑制控制電壓上的紋波，所以將此時鐘倍頻器中的三階電荷泵鎖相環設計成窄帶鎖相環，其開環單位增益帶寬為fu=O．317MHz。同時，為了有相當的開環相位裕度和較快的閉環線性建立時間，取開環傳輸函數在單位增益帶寬的相位裕度。最后得到C1=18．4nF，C2=88．9nF，C3=lO．0nF和R1=1．73kΩ，R2=160kΩ。

4 實驗仿真結果
為了對所設計的系統分析其特性，本文在通用的仿真軟件ADI SimPLL進行仿真。該軟件本身提供有多種類型的環路濾波器，用戶可根據需要選擇濾波器，并輸入所選定的VCO特性參數，這樣，軟件可自動計算出環路的各個參數以及相位噪聲、鎖定時間等。頻域分析包括相位和環路增益，分別為圖4和圖5，消除了目前頻率采用晶振取基準信號帶來的各種不良影響；改進其輸出頻率的抖動特性；同時不存在直流放大器的零漂問題；不影響整體電路的性能，相位噪聲平均≤一85dbc／Hz；諧波、雜散分布平均優于一65dbc。時域分析分析包括頻率和鎖定時間，分別為圖6和圖7。我們從圖6和圖7可以看出頻率在114MHz是在鎖定的，此時輸出電壓最小，解決了所定時間與相位抖動之間的矛盾，對信息的傳輸質量都有很大的提高。