工程师笔记--频率合成器ADF4350调试记录

1年前浏览345

这是3年前公司项目处于预研状态，自己空闲时间做的一个频率合成器，今天看来仍然有许多收获，工程师还是应该到一线为公司也为自己积累经验和财富。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

分享一个以前调试的ADF4350设计笔记，可输出0dB本振信号。网上有很多成功的设计案例，但是调试的时候会遇到很多其他问题，所以只能在设计的时候考虑全面。

官方介绍：ADF4350具有一个集成电压控制振荡器(VCO)，其基波输出频率范围为2200-4400MHz。此外，利用1/2/4/8/16分频电路，用户可以产生低至137.5 MHz的RF输出频率。对于要求隔离的应用，RF输出级可以实现静音。静音功能既可以通过引脚控制，也可以通过软件控制。同时提供辅助RF输出，且不用时可以关断。

一、原理图设计

电路图设计可以参考官网设计，这边放一张我设计的原理图，但是实际中往往用不到4个本振信号。如果不想用差分输出也可以端接50欧姆电阻，如果幅度小的话直接串个耦合电容接个放大器即可。另外2200 MHz至4400 MH是直接合成的，其他分频均有谐波分量较高的情况。

这里要注意一下：

1. 有源晶振输入电平在0.7V-AVDD之间（1/2AVDD偏置）,所以在晶振电源端有个分压电路(R17,R16),另外提醒一下TCXO有两种输出方式：CMOS和clipped sine两种类型的，本振的话还是选clipped sine比较理想，CMOS的话谐波比较大，会抬升本振源的底噪。

2. 对于环路滤波的选择个人感觉ADIPLLsim工具是真的好，选好芯片，输出频率范围，鉴相频率，环路滤波器种类设置好，确定环路带宽，滤波器就出来了，然后微调把理想电容电阻换成实际的就可以了。（有个小技巧，就是参考评估板上面的环路滤波器进行配置，懒的配的话，上面电路的值也是可以用的，环路滤波器带宽大点是比较容易锁定的，后续锁定后可以再慢慢调试）

3. 看官网参考程序CE拉高就可以了，其他直接单片机用模拟SPI口写就好（CLK,DATA,LE），LD锁相指示灯亮就锁定了，还有个小技巧是如果锁相环出不来频率的话，第一步看看晶体有没有频率输出（示波器显示的话波形不好看不要紧，只要频率对，幅度在范围内就好，和你的示波器带宽有关）；第二步再用示波器去抓取SPI波形，看看时序是不是和写的一样的；第三步，在前面两步良好的话用示波器探针点MUXOUT，看N和R分频情况（剩下自己分析吧，没啥东西了。。）---这个时候就体现出TP点的重要性了。

4. 配置还是官网给的软件Anolog devices ADF435X software 简洁明了，六个寄存器（R0-R5）一目了然。

我的配置程序（网上大神分享的，注释可能不对。。。。）

/*-------------------------------------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 80

buf[1] = 0x00; //(DB11=0)VCO powerd up;

buf[0] = 0x6C; //(DB5=1)RF output is enabled; (DB43=3H)Output power level is 5

WriteToADF4350(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 1

buf[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 8/9

buf[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. 单片机的选型

单片机直接选的STC15的SOP16封装的，主要就16个脚，搭个最小系统板就解决了，比较方便的是还不要外部晶振和复位电路；下载串口选用的是USB转TTL,没遇到什么问题。但是STC单片机下载的时候需要注意的是重新上电，可以在单片机电源端加一个开关，注意开关不能把USB串口的电断了。另外再填一个坑，就是使用stc-isp-15xx-v6.85M或者某些版本下载hex文件的时候，必须把波特率改成4800或者14400这些波特率，因为对于PL2303串口存在些bug，反正就是不行就换下波特率。其他的大家自己注意吧。

这里放一张USB转串口的图，个人觉得这款芯片比较好。

三. 关于layout

低速板逻辑控制部分placement和Layout比较容易，走线通了就好，射频部分线还是越短越好，电容或电感就近打孔下地，电感不平行放，另外Sub1GHz的应用根据你自己的产品走线，注意基本的射频规则就可以了。记录一下，后面有时间再看看。

来源：射频工程师的日常

电源电路芯片控制

著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载

首次发布时间：2023-05-12