linan

[转]ADF4350调试记录

linan 在 2014-6-25 建立的討論區
最後回覆由ADIForum於2014-6-30提供

ADF4350调试记录(1)

看了这么久的ADF4350的资料后终于开始调试了,外围电路其实还是蛮简单的,今天主要调试的是校准本振这一块,现在寄存器配置已经不需要用软件算了,根据公式,我已经可以自己算出来了,只是输出端得电感选择还是得注意的,因为ADF4350在校准本振端需要输出2330MHz和1180MHz,所以刚开始准备用51欧姆的电阻做宽带匹配,可惜出来的效果很不让人满意,两个频率的幅度差距很大,后来我就换电感,最后定为10nH的电感输出较好,这次的校准输出比一本振的时候好多了,至少可以控制芯片内的幅度控制了,哎,想到一本振还有不少问题需要解决就头疼。

 

    这次使用ADF4350还算是顺利,鉴相频率5MHz,参考输入40MHz,环路滤波器理论上设置的是40kHz,值是用ADIsimPLL软件算出来的,结果还算满意,杂散抑制的有60dbm,我就省的再调整了,哎,还是可惜了一本振...在输出端加了一级放大器后,还是老毛病,1180MHz的输出谐波太高,和基波就10几个dbm的差距,RFoutA-还不能悬空,所以我用一个电容电阻接地,输出谐波的效果好点,但是还不满足要求,后来我想试试通过改寄存器的一些内容来看看谐波成分能不能改善,我也才知道原来ADF4350的真正输出范围是2.2-4.4GHz,其他的频率段都是这段内的频率经过分频得到的,我算恍然大悟,二本振也有分频后输出谐波成分大的缺点,这个我稍后再解决(烦死了)。

 

    在调试的过程中我发现只要我把手放在输出端得电容上,谐波就会降很多,可能是阻抗不匹配的缘故,所以我就忍痛把板子割了,加了个5dbm的π型衰减器,发现2330MHz的谐波比之前更小了,1180MHz的二次谐波是小了,只是3次谐波居然比2次谐波高,没怎么小下去,这个问题明天继续解决ing

 

ADF4350调试记录(2)

上次是校准本振的谐波问题,其实这个问题也不算大,只要是通过混频之后加一个适合的带通滤波器就可以很好的解决这个问题,所以还是先把相位噪声的性能搞好了再说。    这几天忙着调试一本振ADF4350的一些问题,主要就是输出平坦度,相位噪声以及杂散的抑制,因为一本振的输入是带DDS的输入,所以小数分频有DDS来完成,整数分频则有ADF4350来完成,开始的时候直接用DDS输出49MHz作为参考输入,7MHz的鉴相频率,经过修改几个寄存器的值得到的相位噪声是达到要求<-85dbm@10KHz,但是就是混有鉴相杂散,这个问题我考虑可能是环路滤波器没有滤除干净,经过ADISIMPLL算出来的环路参数应该是可以,我也不得不进行一些微调,最后杂散是降下去了,但是也相当于增大了环路带宽,影响了换频速度,最后我考虑用倍频参考输入,将鉴相频率增加到14MHz,这样不仅可以提高相位噪声,也对抑制鉴相杂散有所帮助,果然之后的想过很令人满意。

 


    只是为了方便,我仿真的时候用的DDS都是输入的整数49MHz,而ADF4350是既是整数分频又是小数分频,实际应用中是不能这样的,小数部分由DDS来完成,所以我开始按实际应用来完成调试,发现杂散又上来了,这次还不是单一的鉴相杂散,怎么办呢,我调了几次环路滤波器,发现不起作用,我想这可能是DDS小数分频的时候带进来的杂散,也可能是环路滤波器的漏电流导致,无意中我试了下二分频参考输入(也为了能够使输入的占空比能达到快速锁定的要求),也就是把鉴相频率调整到24.5MHz,发现效果好了不少,在读手册的时候发现Icp的值要和环路滤波器的电流值一致,所以我就开始调节寄存器的Icp配置,当我把电流降到0.94mA的配置的时候,杂散几乎没有(除非把参考电平打低),经过一些测试,相位噪声和杂散的问题也基本解决了。

 


    最后就是输出频率的平坦度的问题了,因为输出是2390MHz到4220MHz,差不多2G的带宽和高频,对板材和走线的要求就比较高,我是直接用的RFoutA+作为输出,A-接电容电阻下地,在A+端测得的幅度最高只有-2dbm,没有手册上5dbm那么高,可能是我没用巴伦或者变压器差分合并输出的原因,之前看手册上说宽带匹配输出的电源端接51欧姆的电阻好,但是实际中我发现效果还没有接一个10nH的电感好(本人理论知识比较匮乏),所以还是用电感吧,直接在ADF4350的输出端看平坦度还是很好的,高端和低端只有2dbm的差距吧,不错了,但是我外面还接了2个放大器,虽然手册上说能够在4G都不衰减放大,但是还是有所误差,经过几次微调放大器的外围电路,现在最后的输出端的平坦度上只有最高5dbm的幅度差,还算让人满意,就暂且调到这里。


    ADF4360的鉴相频率超过5MHz的时候,有时候会导致失锁,目前还不知道什么原因。

 

ADF4350调试记录(3)总结

在用完ADF4350和ADF4360-1这两种集成压控振荡器的锁相环芯片后,感受颇多,比如ADF4350,如果用做本振源,输出带一级RF放大器,一般就可以达到理想的效果,外围电路选用0603的封装可以将电路体积大大缩小,有利于模块化和小型化,在先前的第一版的制版中,我因为参照网上download的ADF4350和ADF4360的原理图,加上本来就对差分输出的走线不是很了解,所以导致我的PLL输出RFout+和RFout-有很大的联系,也使我在宽带输出的时候不得不用电感来代替,虽然理论上电感的效果没有电阻匹配的好,但是再理论也得和事实靠谱,在不懈的调试下,最终利用RF放大器的饱和还是将输出达到了理想的平坦,之后经过参考其他的一些资料,我发现用差分输出的芯片,要么就用一个变压器将差分合路输出,要么就将(比如)RFout-端悬空,如果不悬空而走线接地的会对正输出端产生一定的影响,这个苦我吃过了,对于ADF4350的寄存器配置,用ADI的寄存器配置软件一般就可以算出来,但是不知道怎么回事,这个寄存器配置软件我在有的电脑上装的起来,有的就提示出错,害我只能把一台机子上装好的文件夹拷出来用,这也是在调试的时候用配置软件方便,在最后写软件控制的时候还是要知道如何自己算出来,ADF4350的计算公式和一般的PLL有些不同,看似复杂其实也很简单,如果你要整数分频的话就更简单的很了,把FRAC设为0,RF分频器如果不用的话就是1,就变成 RFout=INTxFpfd 了,只要固定了鉴相频率,寄存器5-1都可以固定下来,只要把寄存器0的INT部分作为变量编写程序就方便了(注意移一位,O(∩_∩)O~);如果用小数分频的话,这下大爷了,既然用小数分频,那就得算好MOD值了,它和RF输出端通道步进有关,不过还好ADI有ADF4350的中文资料(可能因为它太火了),第21页讲了小数分频的例子,顺便提一句,ADF4350的直接输出其实是2.2GHz-4.4GHz,其他的频段都是通过分频得来的,所以在自己计算的时候要注意公式中RF分频器的设置哦;对于ADF4350的外围电路,无非是一些滤波电容==,用10p和0.1u的足以,因为我电源部分的滤波就已经很好了,唯一重要的就是环路滤波器了,这个用ADIsimPLL软件就可以了,高手也可以自己算出来的—. —!,关于ADF的快速锁定功能,CSR功能我发现不是很好用,还需探索ing。

 

      ADF4360-1用的就相对比较顺利,一方面我将RFout-端悬空,一方面它的确比较简单,和其他不带VCO的锁相环芯片一样的计算方法,如果掌握了ADF4350,4360系列也不足为惧了,只是这个系列总的PDF说明和单一的PDF说明中的频率范围有点不一致,这个我挺郁闷的...很容易让你买错芯片。最后我发现在画PCB的时候最好别把一个PLL的输出端对着系统的最终输出端,这样很容易让锁相环PLL的输出频率辐射到上面,产生幅度较高的谐波分量,影响性能指标。

 

      最近结构件(屏蔽件)终于做好了,装进去挺不错的,就等带结构件测试效果了

結果