[导读]文中介绍了利用单片机AT89C2051控制频率合成器芯片AD4106来实现频率合成器的设计方法,其电路结构精简,性能可靠,而且可以通过改变系统软件编程来获得一系列高性能的频率信号。
0 引言
在现代电子技术的设计与开发过程中,特别是在通信、雷达、航空、航天以及仪器仪表等领域,都需要进一步提高一系列高精度、高稳定度的频率源的频率精度。这样,一般的振荡器已经无法满足各种应用的发展要求,而晶体振荡器的性能虽然比较好,但其频率单一,或只能在极小的范围内进行微调。因此,本文提出了一种基于单片机AT89C2051控制的、利用锁相技术、以ADI公司生产的频率合成器芯片AD4106为核心,来实现锁相频率合成器的设计方案。
1 系统结构原理
该锁相频率合成器的具体实现结构如图1所示。本系统由频率合成器AD4106、环路滤波器、压控振荡器、晶体振荡器以及参考分频器和程序分频器共同构成锁相环路(PLL)。该环路输入端由高稳定度和高准确度的晶体振荡器经参考分频器分频后,输出基准频率,然后利用锁相环路良好的窄带跟踪特性,使压控振荡器的输出频率准确地稳定在参考频率或某次谐波上。环路芯片ADF4106中设有程序分频器和参考分频器,可由单片机AT89C2051来编程控制,并可通过改变单片机程序,利用所提供适当的N、R值,来求高性能的输出频率f0。当环路锁定时,输出频率f0可由正式计算出:
式中:N为程序分频比,R为参考分频比,fr为晶体振荡器固定频率,f0为输出频率。
2 系统硬件实现
下面以410 MHz锁相频率合成器为例来说明系统实现过程。
2.1 ADF4106的结构特性
ADF4106是美国ADI公司生产的集成数字锁相频率合成芯片。它集成有一个低噪音的数字鉴相器、可编程的分频器、可编程A/B计数器、双模前置分频(P/P+1)、精确的电荷泵以及其它模块。ADF4106最大特点就是具有极高的工作频率,因此可简化系统结构,降低功耗和设备成本。此外还可以通过简单的3线接口控制片内的寄存器,方便地控制芯片工作状态。其ADF4106的内部结构如图2所示。
ADF4106的技术参数有:可输出频率为小于550 MHz;双模因子为8/9(P=8);参考频率为5M<fr<100 M;锁定频率f0=Nfr/R,其中N=(BP+A);A、B、R为内部可编程计数器,A为5位,B、R为14位。
2.2 系统硬件电路
系统硬件电路连接图如图3所示。图中ADF4106的CP脚外接电容390 pF、2700 pF和39pF以及电阻10 kΩ、27 kΩ构成环路滤波器,本系统中采用三阶环路滤波器,主要用于衰减误差电压中的高频分量,提高系统抗干扰能力。其环路带宽为20 kHz。另外,由于压控振荡器的输入端电压较大,而频率合成器的输出电压小,所以设计中选择了运算放大器芯片AD820来放大误差电压信号。
基于频率合成器在满足其它技术指标要求的前提下,还要实现电路的小型化,因此设计中选择Mini-Circuit公司生产的POS-535、体积小、可靠性高的压控振荡器。
本设计中的单片机选用的是Atmel公司的AT89C2051芯片,该单片机可用以对ADF4106进行控制。AT89C2051是一个8位单片机,其内部含有2 KB的可编程可擦除闪烁存储器和15个I/O编程口。另外,在设计时,还应该在单片机与ADF4106之间接入一片74L373芯片,以缓冲单片机中的杂散干扰。
3 系统软件实现
ADF4106的控制位为24位,其中低两位为地址位,00表示“R counter”,01表示“N counter”,10表示“Function Latch”,11表示“InitializationLatch”。其晶体振荡器频率为10 MHz,输出频率为410 MHz。图4为系统CLK、DATA与LE之间的控制关系时序图。其单片机AT89C2051的配置程序如下:
4 仿真测试
该系统主要技术指标有:输出频率410 MHz,相位裕量为45°,幅值裕量为-10 dB,调谐灵敏度为20 MHz/V,频率稳定度为±1×10-6。利用ADI公司的ADIsimPLL软件对系统仿真,其仿真结果如图5和图6所示,完全符合设计要求。
5 结束语
文中介绍了利用单片机AT89C2051控制频率合成器芯片AD4106来实现频率合成器的设计方法,其电路结构精简,性能可靠,而且可以通过改变系统软件编程来获得一系列高性能的频率信号。
本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
在下述的内容中,小编将会对锁相环频率合成器PLL的相关消息予以报道,如果锁相环频率合成器是您想要了解的焦点之一,不妨和小编共同阅读这篇文章哦。
关键字:
合成器
频率合成器
锁相环频率合成器
以下内容中,小编将对直接数字式频率合成器的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对直接数字式频率合成器的了解,和小编一起来看看吧。
关键字:
合成器
频率合成器
直接数字频率合成器
本文中,小编将对频率合成器予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对它的了解程度,不妨请看以下内容哦。
关键字:
合成器
频率合成器
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...
关键字:
频率合成器
ADF4350
静音
中国,北京 – Analog Devices, Inc. (ADI)推出一款针对高性能超宽带数据转换器和同步应用的800MHz至12.8GHz频率合成器ADF4377。这款频率合成器通过提供超干净时钟源来驱动信号采样过程...
关键字:
ADI
数据转换器
频率合成器
LED显示屏广泛应用于工矿企业、学校、商场、店铺、公共场所等进行图文显示,广告宣传,信息发布。本文设计一种由4个16×16点阵LED模块组成的显示屏,由单片机作控制器,平滑移动显示任意多个文字或图形符号,本电路可级联扩展...
关键字:
AT89C51
单片机控制
LED显示屏
我们七月份的活动内容为:基于单片机的自动浇花系统,经过网友后台留言建议和调研,最终定下来咱们的自动浇花系统大概由如下功能模块组成: LED指示灯 土壤干燥程度指示; 比如可以绿色代表正常,红色代表缺水状态; 普通的单色L...
关键字:
自动浇花系统
基于单片机
功能模块
我们六月份的活动题目为:基于单片机的智能风扇,经过网友后台留言建议和调研,最终定下来咱们的智能风扇选用如下功能模块组成: PCB线路板采用核心板+底板实现 核心板:排针引脚间距为2.54mm,2排,双排间距为2.54mm...
关键字:
智能风扇
基于单片机
功能模块
凌力尔特公司 (Linear Technology CorporaTIon) 推出高性能 6GHz 整数 N 频率合成器 LTC6945,该器件具卓越的 -226dBc
关键字:
凌力尔特
频率合成器
ltc6945
日前,德州仪器 (TI) 宣布推出可实现业界最低相位噪声并具有集成型压控振荡器 (VCO) 的宽带频率合成器。该产品整合超低噪声锁相环 (PLL) 与业界最高相位检测器频率,相位噪声与寄生信
关键字:
噪声
频率合成器
lmx2581
总体设计
语音测距系统要求实现以下功能:运动靶车入库时,超声波模块(集成温度补偿)即实时测量靶车与库区极限位置之间的距离,操作者按下遥控器,语音播报模块激活,开始播报测量数据。
关键字:
单片机控制
语音测距系统
20世纪后半期,全世界范围掀起第三次产业革命的浪潮,人类开始迈入后工业社会--信息社会。在信息经济时代,其先进生产力及科技发展的标志就是计算技术。时至今日,计算科学,尤其是以超级计算机(或高性能
关键字:
频率合成器
好文章当然要分享啦~如果您喜欢这篇文章,请联系后台添加白名单,欢迎转载哟~ 市场对更高带宽和更高数据速率的需求日益增加,系统频率和调制速率要求不断提高。随着应用进入消费市场,低功耗变得至关重要。在满足这些要求的同时,还需...
关键字:
频率合成器
好文章当然要分享啦~如果您喜欢这篇文章,请联系后台添加白名单,欢迎转载哟~ 锁相环(PLL)电路是由压控振荡器(VCO)和鉴相器组成的反馈系统,振荡器信号跟踪施加的频率或相位调制信号是否具有正确的频率和相位。需要从固定低...
关键字:
放大器
电压
频率合成器
1 、引言
随着人民生活水平的提高和安全防范意识的增强,人们开始关心自己的生活和工作环境,不但要求周边环境的舒适化和人性化,对居住工作环境的安全化和智能化也提出了更高的要求,安防系统已经
关键字:
安防系统
无线传感器
智能门
基于单片机
1.引言
随着科学技术和经济的快速发展,人们对居家的概念已从最初满足简单的居住到注重对住宅的人性化需求,如安全、舒适、快捷、方便的智能小区,其中安全性是智能小区设计的首要目标。智能小区的
关键字:
报警系统
AT89S52
总线技术
基于单片机
对于小功率电机应用,成本比复杂性更为重要,并且对转矩的平顺性要求较低,因此单相无刷直流(BLDC)电机是三相电机或两相电机不错的替代方案。此类电机结构简单,易于制造,因此成本较低。此外,它只需要
关键字:
无刷电机
控制系统设计
基于单片机
MOSFET
随着无线通信网络技术的不断发展,通用分组无线业务(GPRS)技术在远程无线数据传输中起到了广泛的应用。GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称
关键字:
GPRS
通信设计
无线模块
单片机控制
1. 引言
许多现在正在使用的柴油发动机测试平台都是通过仪表读数来分析、判断一台柴油发动机测试时的工作状态,不仅效率低、精度差,而且综合分析判断能力有限。为了能够更加全面、直观地了解柴油
关键字:
柴油发动机
AT89C51
基于单片机
发动机测试系统
引言
can(controller area network)即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。与一般的总线通信相比,can的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。本
关键字:
SJA1000
监控系统设计
基于单片机
分布式监控系统