10M鎖100MHz鎖相頻率源

1、題目10M鎖100MHz鎖相頻率源一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、理解鎖相環(huán)相關(guān)概念，熟悉ADF4002鎖相環(huán)芯片；2、應(yīng)用ADF4002鎖相環(huán)芯片，設(shè)計(jì)100MHz鎖相頻率源，單片機(jī)寫入ADF4002的控制字；3、應(yīng)用ADIsimPLL軟件進(jìn)行環(huán)路濾波器仿真；4、輸入信號(hào)10MHz,輸出100MHz,環(huán)路帶寬在10Hz100Hz之間;5、熟悉ADF4002硬件電路設(shè)計(jì)；二、方案設(shè)計(jì)1 .微處理器最小系統(tǒng)電路方案1:STM32F103C8T6方案2:STC51方案3:FPGASTM-FPGA勺優(yōu)缺點(diǎn)一個(gè)屬于單片機(jī)STM32,一個(gè)屬于可編程陣列FPGASTM32由于有各種外設(shè)操作起來簡單，可以處理模擬以及

2、數(shù)字信號(hào)，適用于設(shè)計(jì)的控制電路FPGA應(yīng)用也比較廣泛，只能處理數(shù)字信號(hào)，但是能同時(shí)運(yùn)行多條指令，也就是并行執(zhí)行，這是單片機(jī)、ARM等比不了的，主要用于處理各種邏輯。STM32代表ARMCortex-M內(nèi)核的32位微控制器，具有高性能，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，低功耗，便于低電壓操作等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還易于開發(fā)。我們選擇方案2,因?yàn)镾TC51是STC公司推出的以MCS-51為內(nèi)核的單片機(jī)的。和AT89C51基本一致，但是可以通過串口直接燒寫所以被廣泛使用。MCS-51是入門級一款很經(jīng)典的MCU特點(diǎn)就是簡單，所以在教學(xué)時(shí)大量采用。而FPGA財(cái)貴，上手難度大，所以選擇了方案2。2 .ADF4002模塊電路方案一：TIDA

3、-01346設(shè)計(jì)結(jié)合使用兩個(gè)LMX2594合成器，與使用一個(gè)合成器相比，產(chǎn)生的噪聲更低。通過結(jié)合相位中兩個(gè)合成器的輸出，理論3dB相位噪聲優(yōu)勢可能是由于輸出功率高6dB,而噪聲功率僅高3dBoLMX2594是這種應(yīng)用的理想合成器，因?yàn)樗哂蠸YNC功能，該功能使其具有確定性的可重復(fù)相位以及可編程相位，可以用來校正由于線跡失配或任何其他因素導(dǎo)致的任何相位誤差。方案二：該ADF400額率合成器用于在無線接收器和發(fā)射器的上變頻和下變頻部分中實(shí)現(xiàn)本地振蕩器。它由低噪聲數(shù)字鑒頻鑒相器（PFD,精密電荷泵，可編程參考分頻器和可編程斷頻器組成。14位參考計(jì)數(shù)器（R十?dāng)?shù)器）允許PF流入處的可選REFIN頻率。

4、如果合成器與外部環(huán)路濾波器和壓控振蕩器（VCO一起使用，則可以實(shí)現(xiàn)完整的鎖相環(huán)（PLL）。此外，通過將田口N程為1,該器件可用作獨(dú)立的PFOF口電荷泵。方案比較：由兩種方案可以看出，ADF400額率合成器截止頻率為400MHz更適合本設(shè)計(jì)電路，能有效的利用其本身的資源。所以我們選擇方案二。三、理論計(jì)算（一）環(huán)路濾波器仿真計(jì)算fXtxe痛0Hi60.0早圖FilttrCPf_£CLb”BaikJxidthThai*Mu-fiinkzeroLo%14/凡工-Fol*Loc206Hi卜門12,2rJ-El63.6kI-C2l57rJ圖3.1仿真濾波器參數(shù)在14.7Hz到205Hz之間選擇的

5、濾波帶寬為55.5Hz,相位裕度為60,最終計(jì)算出來的濾波器參數(shù)為：C1=12.2nF,R1=68.6KQ,C2=157nF四、系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)圖4.1系統(tǒng)硬件電路圖此電路包含了ADF4002頻率合成器，供電電路模塊，參考源產(chǎn)生電路，環(huán)路濾波器電路和輸出電路。五、系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)#include"C8051F330.h"#defineOPEN_MODEsbitSCK_Pad=P0A3;sbitSDI_Pad=P0A4;sbitLE2_Pad=P0A5;sbitSDO2_Pad=P0A6;sbitLE1_Pad=P0A7;sbitSDO3_Pad=P1A1;sbitLE3_P

6、ad=P1A2;sbitCEN_Pad=Pi3;voidOscillator_Init()(OSCICN=0x82;/使能內(nèi)部H-F振蕩器，SYSCLK為12.25MHzRSTSRC=0x04;/使能時(shí)鐘丟失檢測器，檢測到時(shí)鐘丟失時(shí)觸發(fā)復(fù)位CLKSEL=0x00;/系統(tǒng)時(shí)鐘取自內(nèi)部高頻振蕩器，分頻數(shù)由OSCICN寄存器中的IFCN位決定。)voidPCA_Init()(PCA0MD&=-0x40;/禁止看門狗定時(shí)器PCA0MD=0x00;/PCA計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘源為系統(tǒng)時(shí)鐘的12分頻PCA0H=0x00;PCA0L=0x00;PCA0CPL2=0xFF;/PCA捕捉模塊2低字節(jié)置0xFF,

7、超時(shí)間隔64.2msPCA0MD|=0x40;/PCA模塊2用作看門狗定時(shí)器PCA0CN=0x40;/啟動(dòng)PCA計(jì)數(shù)器/定時(shí)器)voidmain(void)(PCA0MD&=-0x40;Oscillator_Init();Port_IO_Init();PCA_Init();EA=0x1;delay(1000);LE1_Pad=0x1;LE2_Pad=0x0;LE3_Pad=0x0;SDI_Pad=0x1;SCK_Pad=0x1;CEN_Pad=0x1;作者：宇宙379來源：CSDN原文：(一)10MHz參考頻率源參數(shù)測試表6.110MHz參考頻率源數(shù)據(jù)測試參數(shù)測試結(jié)果測試儀器型號(hào)備注輸

8、出頻率10.00000375MHzVC1365占空比49.88%GDS1102B上升嚇降時(shí)間16.2ns/15.4nsGDS1102B峰-峰值(Vp-p)3.12VGDS1102B圖6.110MHz參考頻率源測試圖圖6.210MHz參考頻率源頻率測試圖（二）100MHz輸出測試結(jié)果（用表格或者圖片實(shí)現(xiàn)）表6.2100MHz參考頻率源數(shù)據(jù)測試參數(shù)測試結(jié)果測試儀器型號(hào)備注輸出頻率100.0000370MHzVC1365FL-UKE圖6.3100MHz參考頻率源頻率測試圖對比表6.1和表6.2的測試參數(shù)可以看出，10MHz的參考源偏離中心3.7Hz,在輸出端測量的結(jié)果偏離100MHz!勺中心頻率37Hz,及實(shí)現(xiàn)了頻率的跟隨，及鎖相環(huán)的功能。由于更改10MHz#考源頻率比較難以實(shí)現(xiàn)，我們就只做了一組數(shù)據(jù)的測試。七、實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法本次專周實(shí)驗(yàn)中，遇到了許多問題。1 .用了一款不