基于AD9516的寬帶高動態數字中頻系統采樣時鐘設計與應用

　　其中為f 0 載波頻率, L 是在一定頻率偏移處的相位噪聲。

　　3.2 　時鐘測試結果

　　該方案PCB 板繪制制作出來后,經過程序將各芯片的配置數據由單片機通過FPGA 寫進各自寄存器,并對電路板時鐘部分以及其他各部分進行了仔細的調試,最終得到時鐘頻率的相噪和抖動測試數據。

　　相位噪聲即短期頻率穩定度,一般是指在系統內各種噪聲作用下引起的輸出信號相位的隨機起伏,他對電路系統有很大的影響,是衡量頻率合成器信號純度的主要依據,這里使用直接頻譜分析法對時鐘相噪進行測量。測量時通常被指定為偏離載波的某個頻率處的1 Hz 帶寬之內噪聲功率與載波功率之比。表1 是兩個125 MHz 與500 MHz 時鐘頻率在載波不同偏離處的相位噪聲測試結果:

表1 　時鐘相位噪聲測試結果　單位:dBc/ Hz

　　各時鐘測試結果通過與Aglient 信號發生器直接產生的頻率相比,性能較好。運用其中一組數據500 MHz 在頻偏1 MHz 處的單位相位噪聲-144dBc/ Hz 作為估計輸出信號的熱噪聲基底,通過式(4) 計算輸出信號抖動為:

　　這個信號抖動值,對照11bit 的模數轉換芯片AD80141 的信噪比、輸入頻率及時鐘抖動關系圖(圖4) ,可見其SNR 在65dB 左右,完全符合項目要求。

圖4 　SNR、輸入頻率及時鐘抖動關系圖

　　3.3 　總體測試結果

　　采用此時鐘方案,系統整體性能也較為理想,調試中將各中心頻率為162 MHz 的大小信號輸入測試,結果均符合要求。例如:中心頻率為162 MHz ,正負頻偏各為0164 MHz 的雙音信號信號經過此系統處理后,最終信噪比能達到65dB ,符合項目指標需要。雙音信號測試結果如圖5 所示:

圖5 　雙音信號測試結果

　　4 　結束語

　　數字中頻技術在現代通信系統中應用前景廣泛,本文介紹的這種基于AD9516 的數字中頻系統采樣時鐘合成方案,具有性能優異、應用靈活、電路簡單、成本低等優勢,測試結果表明具有良好的性能,在通信、電子、醫療等需要時鐘的領域有廣泛應用價值。另外系統中AD80141 芯片由于前端匹配不當會產生信號反射效應,進而影響輸入信號質量,故對它的前端線圈匹配是個需要注意的地方,做好該匹配對SNR 還將有進一步提高。