工程師筆記--頻率合成器ADF4350調(diào)試記錄

時(shí)間：2022-12-07 20:54:11

關(guān)鍵字：頻率合成器 ADF4350 靜音

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[導(dǎo)讀]ADF4350具有一個(gè)集成電壓控制振蕩器(VCO)，其基波輸出頻率范圍為2200-4400MHz。此外，利用1/2/4/8/16分頻電路，用戶可以產(chǎn)生低至137.5 MHz的RF輸出頻率。對(duì)于要求隔離的應(yīng)用，RF輸出級(jí)可以實(shí)現(xiàn)靜音。靜音功能既可以通過引腳控制，也可以通過軟件控制。同時(shí)提供輔助RF輸出，且不用時(shí)可以關(guān)斷。

這是3年前公司項(xiàng)目處于預(yù)研狀態(tài)，自己空閑時(shí)間做的一個(gè)頻率合成器，今天看來仍然有許多收獲，工程師還是應(yīng)該到一線為公司也為自己積累經(jīng)驗(yàn)和財(cái)富。

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。

分享一個(gè)以前調(diào)試的ADF4350設(shè)計(jì)筆記，可輸出0dB本振信號(hào)。網(wǎng)上有很多成功的設(shè)計(jì)案例，但是調(diào)試的時(shí)候會(huì)遇到很多其他問題，所以只能在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮全面。

官方介紹：ADF4350具有一個(gè)集成電壓控制振蕩器(VCO)，其基波輸出頻率范圍為2200-4400MHz。此外，利用1/2/4/8/16分頻電路，用戶可以產(chǎn)生低至137.5 MHz的RF輸出頻率。對(duì)于要求隔離的應(yīng)用，RF輸出級(jí)可以實(shí)現(xiàn)靜音。靜音功能既可以通過引腳控制，也可以通過軟件控制。同時(shí)提供輔助RF輸出，且不用時(shí)可以關(guān)斷。

一、原理圖設(shè)計(jì)

電路圖設(shè)計(jì)可以參考官網(wǎng)設(shè)計(jì)，這邊放一張我設(shè)計(jì)的原理圖，但是實(shí)際中往往用不到4個(gè)本振信號(hào)。如果不想用差分輸出也可以端接50歐姆電阻，如果幅度小的話直接串個(gè)耦合電容接個(gè)放大器即可。另外2200 MHz至4400 MH是直接合成的，其他分頻均有諧波分量較高的情況。

這里要注意一下：

1. 有源晶振輸入電平在0.7V-AVDD之間（1/2AVDD偏置）,所以在晶振電源端有個(gè)分壓電路(R17,R16),另外提醒一下TCXO有兩種輸出方式：CMOS和clipped sine兩種類型的，本振的話還是選clipped sine比較理想，CMOS的話諧波比較大，會(huì)抬升本振源的底噪。

2. 對(duì)于環(huán)路濾波的選擇個(gè)人感覺ADIPLLsim工具是真的好，選好芯片，輸出頻率范圍，鑒相頻率，環(huán)路濾波器種類設(shè)置好，確定環(huán)路帶寬，濾波器就出來了，然后微調(diào)把理想電容電阻換成實(shí)際的就可以了。（有個(gè)小技巧，就是參考評(píng)估板上面的環(huán)路濾波器進(jìn)行配置，懶的配的話，上面電路的值也是可以用的，環(huán)路濾波器帶寬大點(diǎn)是比較容易鎖定的，后續(xù)鎖定后可以再慢慢調(diào)試）

3. 看官網(wǎng)參考程序CE拉高就可以了，其他直接單片機(jī)用模擬SPI口寫就好（CLK,DATA,LE），LD鎖相指示燈亮就鎖定了，還有個(gè)小技巧是如果鎖相環(huán)出不來頻率的話，第一步看看晶體有沒有頻率輸出（示波器顯示的話波形不好看不要緊，只要頻率對(duì)，幅度在范圍內(nèi)就好，和你的示波器帶寬有關(guān)）；第二步再用示波器去抓取SPI波形，看看時(shí)序是不是和寫的一樣的；第三步，在前面兩步良好的話用示波器探針點(diǎn)MUXOUT，看N和R分頻情況（剩下自己分析吧，沒啥東西了。。）---這個(gè)時(shí)候就體現(xiàn)出TP點(diǎn)的重要性了。

4. 配置還是官網(wǎng)給的軟件Anolog devices ADF435X software 簡潔明了，六個(gè)寄存器（R0-R5）一目了然。

我的配置程序（網(wǎng)上大神分享的，注釋可能不對(duì)。。。。）

/*-------------------------------------868MHz------------------------------Reference frequency: 25MHz;Output frequency: 200MHz;VCO frequency: 3200MHz;Prescaler: 8/9;Output divider: 16;VCO channel spacing frequency: 1600KHz;PFD frequency: 10MHz;INT: 320;FRAC: 0;MOD: 6;R: 1;Clk Div: 80;Phase: 1--------------------------------------------------------------------------*/ buf[3] = 0x00;buf[2] = 0x58;buf[1] = 0x00; //write communication register 0x00580005 to control the progress buf[0] = 0x05; //to write Register 5 to set digital lock detector WriteToADF4350(4,buf); buf[3] = 0x00;buf[2] = 0xAD; //(DB23=1)The signal is taken from the VCO directly;(DB22-20:4H)the RF divider is 16; (DB19-12:50H)R is 80buf[1] = 0x00; //(DB11=0)VCO powerd up;buf[0] = 0x6C; //(DB5=1)RF output is enabled; (DB43=3H)Output power level is 5WriteToADF4350(4,buf); buf[3] = 0x00;buf[2] = 0x00;buf[1] = 0x04; //(DB14-3:96H)clock divider value is 150.buf[0] = 0xB3;
WriteToADF4350(4,buf);
buf[3] = 0x0C;buf[2] = 0x00; //(DB6=1)set PD polarity is positive; (DB7=1)LDP is 6nS;buf[1] = 0x4E; //(DB8=0)enable fractional-N digital lock detect;buf[0] = 0x42; //(DB12-9:7H)set Icp 2.50 mA;
WriteToADF4350(4,buf); //(DB23-14:1H)R counter is 1buf[3] = 0x08;buf[2] = 0x00;buf[1] = 0x80; //(DB14-3:6H)MOD counter is 6;buf[0] = 0x69; //(DB26-15:6H)PHASE word is 1, neither the phase resync WriteToADF4350(4,buf); //nor the spurious optimization functions are being used buf[3] = 0x00; //(DB27=1)prescaler value is 8/9buf[2] = 0x42;buf[1] = 0x80;buf[0] = 0x38; //(DB14-3:0H)FRAC value is 0;
WriteToADF4350(4,buf); //(DB30-15:140H)INT value is 320;
二. 單片機(jī)的選型

單片機(jī)直接選的STC15的SOP16封裝的，主要就16個(gè)腳，搭個(gè)最小系統(tǒng)板就解決了，比較方便的是還不要外部晶振和復(fù)位電路；下載串口選用的是USB轉(zhuǎn)TTL,沒遇到什么問題。但是STC單片機(jī)下載的時(shí)候需要注意的是重新上電，可以在單片機(jī)電源端加一個(gè)開關(guān)，注意開關(guān)不能把USB串口的電斷了。另外再填一個(gè)坑，就是使用stc-isp-15xx-v6.85M或者某些版本下載hex文件的時(shí)候，必須把波特率改成4800或者14400這些波特率，因?yàn)閷?duì)于PL2303串口存在些bug，反正就是不行就換下波特率。其他的大家自己注意吧。

這里放一張USB轉(zhuǎn)串口的圖，個(gè)人覺得這款芯片比較好。