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10M锁100MHz锁相频率源

题目 10M锁100MHz锁相频率源

一、设计任务与要求

1、理解锁相环相关概念，熟悉ADF4002锁相环芯片；

2、应用ADF4002锁相环芯片，设计100MHz锁相频率源，单片机写入ADF4002的控制字；

3、应用ADIsimPLL软件进行环路滤波器仿真；

4、输入信号10MHz，输出100MHz，环路带宽在10Hz~100Hz之间；

汽车电子防盗锁5、熟悉ADF4002硬件电路设计；

二、方案设计

1．微处理器最小系统电路

方案1：STM32F103C8T6

方案2：STC51

方案3:FPGA

STM与FPGA的优缺点

一个属于单片机STM32 ，一个属于可编程阵列FPGA。STM32由于有各种外设操作起来简单，可以处理模拟以及数字信号，适用于设计的控制电路FPGA应用也比较广泛，只能处理数字信号，但是能同时运行多条指令，也就是并行执行，这是单片机、ARM等比不了的，主要用于处理各种逻辑。STM32代表ARM Cortex-M内核的32位微控制器，具有高性能，实时性强，低功耗，便于低电压操作等优点，同时还易于开发。

我们选择方案2，因为STC51是STC公司推出的以MCS-51为内核的单片机的。和AT89C51基本一致，但是可以通过串口直接烧写所以被广泛使用。MCS-51是入门级一款很经典的MCU，特点就是简单，所以在教学时大量采用。而FPGA耗财贵，上手难度大，所以选择了方案2。

2．ADF4002模块电路

方案一：TIDA-01346设计结合使用两个LMX2594合成器，与使用一个合成器相比，产生

的噪声更低。通过结合相位中两个合成器的输出，理论3dB相位噪声优势可能是由于输出功率高6dB，而噪声功率仅高3dB。LMX2594是这种应用的理想合成器，因为它具有SYNC功能，该功能使其具有确定性的可重复相位以及可编程相位，可以用来校正由于线迹失配或任何其他因素导致的任何相位误差。

方案二：该ADF4002频率合成器用于在无线接收器和发射器的上变频和下变频部分中实现本地振荡器。它由低噪声数字鉴频鉴相器（PFD），精密电荷泵，可编程参考分频器和可编程N分频器组成。14位参考计数器（R计数器）允许PFD输入处的可选REFIN频率。如果合成器与外部环路滤波器和压控振荡器（VCO）一起使用，则可以实现完整的锁相环（PLL）。此外，通过将R和N编程为1，该器件可用作独立的多功能按摩垫PFD和电荷泵。

方案比较：由两种方案可以看出，ADF4002频率合成器截止频率为400MHz，更适合本设计电路，能有效的利用其本身的资源。所以我们选择方案二。

三、理论计算

（一）环路滤波器仿真计算

图3.1 仿真滤波器参数

在14.7Hz到205Hz之间选择的滤波带宽为55.5Hz，相位裕度为60，最终计算出来的滤波器参数为:

C1=12.2nF，R1=68.6KΩ，C2=157nF

四、系统的硬件电路设计

图4.1蛇形线系统硬件电路图

此电路包含了ADF4002频率合成器，供电电路模块，参考源产生电路，环路滤波器电路和输出电路。

五、系统的程序设计

#include "C8051F330.h"

#define OPEN_MODE

sbit SCK_Pad = P0^3;

sbit SDI_Pad = P0^4;

sbit LE2_Pad = P0^5;

sbit SDO2_Pad = P0^6;

sbit LE1_Pad = P0^7;

sbit SDO3_Pad = P1^1;

sbit LE3_Pad = P1^2;

sbit CEN_Pad = P1^3;

void Oscillator_Init()

{

OSCICN = 0x82; // 使能内部H-F振荡器，SYSCLK为12.25MHzRSTSRC = 0x04; // 使能时钟丢失检测器，检测到时钟丢失时触发复位CLKSEL = 0x00; // 系统时钟取自内部高频振荡器，分频数由OSCICN寄存器中的IFCN位决定。

}

void PCA_Init()

{

PCA0MD &= ~0x40; // 禁止看门狗定时器

PCA0MD = 0x00; // PCA计数器的时钟源为系统时钟的12分频PCA0H = 0x00;PCA0L = 0x00;

PCA0CPL2 = 0xFF; // PCA捕捉模块2低字节置0xFF,超时间隔64.2ms

PCA0MD |= 0x40; // PCA模块2用作看门狗定时器PCA0CN = 0x40; // 启动PCA计数器/定时器

}

void main(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;

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作者：宇宙379

来源：CSDN

原文：blog.csdn/a379039233/article/details/44465123

（一）10MHz参考频率源参数测试

表6.1 10MHz参考频率源数据

测试参数	测试结果	测试仪器型号	备注
输出频率	10.00000375MHz	VC1365 纸袋展开图
占空比	49.88%	GDS—1102B
上升/下降时间	16.2ns/15.4ns	GDS—1102B
峰-峰值(Vp-p)	3.12V	GDS—1102B

图6.1 10MHz参考频率源测试图

图6.2 10MHz参考频率源频率测试图压刨

（二）100MHz输出测试结果（用表格或者图片实现）

表6.2 100MHz参考频率源数据

测试参数	测试结果	测试仪器型号	备注
输出频率	100.0000370MHz	VC1365

图6.3 100MHz参考频率源频率测试图

对比表6.1和表6.2的测试参数可以看出，10MHz的参考源偏离中心3.7Hz，在输出端测量的结果偏离100MHz的中心频率37Hz，及实现了频率的跟随，及锁相环的功能。由于更改10MHz参考源频率比较难以实现，我们就只做了一组数据的测试。

七、实验过程中遇到的问题及解决方法

本次专周实验中，遇到了许多问题。

1．用了一款不太熟悉的芯片，芯片手册为英语版。借助翻译工具和上网查阅资料寻解

决方法。

二氯丙醇

2．仿真软件不会用，在老师指导使用。

3．给单片机下载程序时遇到困难。可能是因为焊接不准确和调试器接线错误。解决办法为更换处理器，使用stm32代替89c51运行程序。

八、总结及心得体会

略

本文发布于:2024-09-22 04:03:16，感谢您对本站的认可！

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标签：频率参考测试

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