标签: 频率源

频率源是通信、仪器和电视等电子系统的神经，本评估板采用AD9911DDS芯片，外围电路简单，可方便地实现对频率源电路输出频率、相位和工作模式的控制，数据吞吐量800Mbps，输出信号频率范围为25～75MHz，可用于构建灵活的频率合成器。 方案特点 频率合成器是时钟发生器、快速跳频、测量测试等电子系统的核心，要求输出频率精确、频率分辨率高和相位噪声低等，直接数字频率合成（DDS）就是这样技术。DDS在完全数字控制下，可实现输出信号极小的频率分辨率和相位分辨率，并且具有快捷的切换速度。DDS技术的数字控制接口可在处理器的控制下方便地进行远程控制和微小优化，无论用于通信，抑或测试设备和雷达系统，都是理想而灵活的频率合成器解决方案。 图1. AD9911频率评估方案 本方案的参考时钟有两种工作模式，逻辑低模式相当于一个输入缓冲，参考时钟AC耦合到输入；信号终结模式时，参考时钟的输入（23＃引脚）应通过一个0.1μF电容器对AVDD or AGND引脚去耦。电路中，外接晶振的两个时钟输入通过晶振引线和旁路进行DC耦合直通。 作为一款完整的直接数字频率合成器(DDS)，AD9911工作速度最高可达500 MSPS。内部集成1个可充当高分辨率分频器的DDS主通道、3个可用于减少杂散或测试音调制的副通道、一个10位电流型DAC、一个4～20倍可编程参考时钟倍乘器（PLL）以及多种控制寄存器，其I/O端口具有4种工作模式且SPI兼容。 该器件还提供一个32位频率调谐字、14位相位偏移和一个10位输出量程乘法器，系统时钟频率500MHz，具有单音、多音、Test-tone和多器件同步等工作模式，可完成最高16级的Shift Keying调制，支持频率、相位和幅度线性扫描。 图2. AD9911频率评估方案电路图 CY7C68013是采用3.3V电源的高效USB2.0解决方案，集成了USB2.0收发器、SIE(串行接口引擎)、增强的8051微控制器和可编程的8位或16位外围接口，以及通用可编程接口（GPIF）。工业标准8051内核具有众多增强特性，包括高达48MHz的时钟、每条指令4个时钟周期、2个USART(通用同步异步收发机)、3个计数器∕定时器 、扩展的中断系统、2个数据指针、4个集成FIFO、40个GPIO端口、可工作在48MHz、24MHz或12MHz。 芯齐齐BOM分析 AD9911是ADI公司推出的一款单片DDS芯片，可输出高达250MHz的同步正交信号。AD9911采用0.35μm CMOS工艺，DDS内核（AVDD和DVDD引脚）采用1.8V电源供电，数字I/O接口(SPI)采用3.3V电源供电，DVDD_I/O的引脚（引脚49）连接3.3V电源。该器件采用56引脚LFCSP封装，工作温度范围为−40°C至+85°C。 图3. AD9911频率评估方案BOM表 CY7C68013是美国Cypress推出的一个工业级USB2.0解决方案，集成I2C兼容控制器，运行在100MHz和400MHz，为ASIC和DSP提供方便的接口。器件针对不同的应用要求设计了三种封装：56脚的SOPP、100脚的TQFP（薄形四方扁平封装）、128脚的TQFP。 晶振X1的频点24MHZ，驱动电平0.5µWｍ，频率稳定性0.005%，频率容差50ppm，负载匹配电容采用22pF的C0G类MLCC。 图4. AD9911频率评估方案PCBA 11个SMA RF同轴连接器J1、J5、J9、J10、J11、J12、J13、J14、J15、J18、J19的最大频率18GHz，阻抗50欧姆。作为一款典型RF电路，本设计PCB布线应严格按照RF布线规则。

现代电子通信已经应用于人们的日常生活中，例如移动无线网络，射频识别技术(RFID)，蜂窝技术，软件无线电技术等应用。 本文将分为4部分：模拟和数字通信介绍，无线通信系统原理，振荡器的作用，晶振推荐。 01 模拟和数字通信 模拟通信: 操作简单，发射端和接收端转换器之间的模拟信号可直接进行传输，传输宽带要求比较低，但是对噪声敏感，丢失的信息很难恢复。 数字通信：模拟信号经过采样和编码，可以使用数字形式进行传输。通过编码和二进制计算机语言来表示传输的信息，通信信道和噪声干扰对数字信号影响小，有纠错和再生能力。 02 无线通信系统原理 无线模拟通信系统通过发射机，信道，接收机组成： 图片来源：byjus.com 发射机(Transmitter): 发射机的主要作用是产生载波，将语音或者图像(Audio Signal)等信号进行放大(Amplifier)。经过调制，滤波，放大等步骤后由发射天线发送。 信道(Medium): 一般是无线传输，例如地表大气层。或者是物理传播媒介，传输线，光纤。 接收机(Receiver): 接收和发送的过程相反。接收端通过接天线将电磁波转换为已调波电压或者电流信号，再将其放大，通过调制将信号恢复成原始的发送信号。 03 振荡器在通信中的作用 振荡器是通信系统中一个极其重要的元件，能够产生高纯度无谐波失真的正弦波，作为载波。如果晶振失效，会造成通信中断。 传统的LC振荡器的Q值不超过300，稳定度在±100ppm以上，不能满足现代无线通信的需求。在高精度频率的需求下，石英晶体振荡器(KOAN晶振)具有较高的Q值且频率稳定度高。 晶振的种类：晶体谐振器，时钟振荡器，压控振荡器，温补晶振，恒温晶振，石英晶体滤波器。 04 晶振推荐 针对高速，高容量，低相噪信道传输设备的需求，我们推荐以下产品： 高频晶振 : CMOS 输出的频率范围为 10~245MHz; SINE 输出的频率范围为 10~800MHz; LVDS 输出的频率范围为 10~1.45GHz 或 15~2.1GHz; HCSL 输出的频率范围为 15~700MHz. 扩频晶振 : KOAN 晶振 KM 系列是通过调制输出信号使输出信号的电磁干扰扩散到更大的频谱上，尺寸有贴片 5032 ，贴片 7050 ，可以选择中心扩展或向下扩展方式。

  频率源即频率合成器。它广泛应用于雷达、通信、电子对抗、遥感遥测及电子仪器领域。 　　频率合成器是由一个或几个高稳定的参考频率，产生出所需频率的装置。它往往是电子设备的心脏。频率合成器的实现有只采用倍频、分频和混频手段的直接频率合成，锁相环（PLL）频率合成和直接数字频率合成（DDS）这三种基本方法。但在很多场合，一个频率合成器往往是这些基本方法的综合运用。   　　 相位噪声PhaseNoise： 由于电路中的各种随机噪声信号对输出频率的调频/调相，使输出频率存在随机的瞬时抖动，即频率合成器有一个短期频率稳定度指标。该指标可以用阿仑方程表征，但测量不便。从频域来看，输出谱不再是单一谱线，而是在中心谱线两侧有一个噪声谱的边带。噪声边带能量越大，意味着短期频率稳定度越低，相位噪声即频率源短期频率稳定度的频域表征。相位噪声最方便的测试方法即输出频率的功率与距离该频率的某处的单边带1Hz带宽内的噪声能量之比。相位噪声很容易从频谱仪上测量，其单位为dBc/Hz@kHz。   　　 输出频率范围： AvailableFrequency 频率合成器在满足技术指标条件下能产生出的频率范围，以下采用微波频段常用的划分来指明工作频率，而所列出的技术指标一般指在本频段中心频附近的指标。 频段符号 Symbol of Waveband VHF P L S C X Ku 频率区间 Waveband Range GHz 0.01~ 0.225 0.225~ 0.39 0.39~ 1.55 1.55~3.9 3.9~6.2 6.2~10.9 10.9~18 中心频率 Centre Frequency GHz 0.1 0.3 1 2.7   跳频间隔StepSize： 跳频间隔又称 步长 或 频率分辨率 该指标是指跳频源的相邻两频点的间隔。   　　 频率漂移TemperatureStabilityandAgingRate： 由于温度变化及器件老化等因素影响。输出频率会发生较慢的变化，即频率合成器有长期频率稳定度指标，俗称频率漂移。频率漂移分为 温漂 和 时漂 ，频率温漂用工作温度范围内频率的相对变化率表示，单位为ppm(10-6)，常用的频率时漂指标之一为一年内频率的相对变化率。实际上，以上频率温漂和时漂指标均由频率合成器中的参考频率的温度漂移指标和 老化率 决定。 　　 频率合成产品其频率温漂大致可分为以下 4 个等级。用户可根据需要提出要求。 级别 Level Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 温漂 T emperature Stability （ ppm ） ± （ 20~100 ） ± （ 1~5 ） ± （ 0.1~0.5 ） 0.01 最大工作温度范围 Temperature Range -40~+85℃ -55~+85℃ -55~+85℃ -10~+70℃ 　　 频率合成器的时漂（年老化率）一般在（ 1~2 ） ppm/ 年以下。 　　 跳频时间 Settling Time： 跳频时间又称为调谐时间，指跳频源从任一输出频率改变到另一输出频率，在一定的频率误差要求下，所需的最大时间。 DDS 频率源的跳频时间可做到 μs 量级（包括频率控制码格式转换的时间在内），而 PLL 频率源的跳频时间一般都在数十 μs 以上。 杂散抑制SpurSuppression： 杂散一般指不包括输出频率谐波的其它寄生输出频率。杂散抑制指标可以用输出频点的功率与指定频率区间的最大杂散谱功率之比来表示，其单位为dBc。对PLL跳频源而言，总是存在着跳频时间与杂散抑制指标的相互制约。这是因为PLL内的环路滤波器带宽越窄，杂散抑制指标越高，但跳频时间也会加长。对DDS频率源而言，输出谱越宽，杂散抑制指标越差。   　　 谐波抑制 harmonic Suppression： 谐波抑制是指输出基波功率与其最大谐波功率之比。单位为dBc。由于谐波只反映输出信号的波形，且谐波频率往往远离系统工作带宽，所以该指标有时不作过高要求。 　　 　　 输出功率及功率波动PowerOutputandFlatness： 微波输出功率一般用dBm表示。频率源产品一般为小功率（0~10dBm）输出。但也可按用户要求提供大功率输出。输出功率受温度影响较大，产品的输出功率波动一般为±1dBm。   　　 跳频方式 Programming： 频率源的跳频方式一般为并口送数，也可按用户要求提供串口送数或其他接口。 　　 负载牵引 Load Pulling： 指频率源输出对负载变化的敏感程度。对自由振荡频率源，负载牵引会造成输出频率的变化，即所谓频率牵引，对锁相调制源，负载牵引往往引起输出端口畸变。以下频率源产品均经无源或有源隔离器输出。典型负载为 50Ω （ VSWR1.5 ），但对其它负载仍能正常工作。 　　 输出口隔离度 Isolation： 　 当频率源有两个以上的输出口时，需要考察端口之间的隔离度。A端口对B端口的隔离度指A 端口输出功率与 B 端口泄漏功率之比。以下能做到隔离度指标如下： 频段 Waveband VHF P L S C X Ku 隔离度 Isolation （ dBc ） 75 75 70 70 60 50 50          

  频率源技术   　　频率源即频率合成器。它广泛应用于雷达、通信、电子对抗、遥感遥测及电子仪器领域。 　　频率合成器是由一个或几个高稳定的参考频率，产生出所需频率的装置。它往往是电子设备的心脏。频率合成器的实现有只采用倍频、分频和混频手段的直接频率合成，锁相环（PLL）频率合成和直接数字频率合成（DDS）这三种基本方法。但在很多场合，一个频率合成器往往是这些基本方法的综合运用。   　　 相位噪声PhaseNoise： 由于电路中的各种随机噪声信号对输出频率的调频/调相，使输出频率存在随机的瞬时抖动，即频率合成器有一个短期频率稳定度指标。该指标可以用阿仑方程表征，但测量不便。从频域来看，输出谱不再是单一谱线，而是在中心谱线两侧有一个噪声谱的边带。噪声边带能量越大，意味着短期频率稳定度越低，相位噪声即频率源短期频率稳定度的频域表征。相位噪声最方便的测试方法即输出频率的功率与距离该频率的某处的单边带1Hz带宽内的噪声能量之比。相位噪声很容易从频谱仪上测量，其单位为dBc/Hz@kHz。 　 输出频率范围： AvailableFrequency 频率合成器在满足技术指标条件下能产生出的频率范围，以下采用微波频段常用的划分来指明工作频率，而所列出的技术指标一般指在本频段中心频附近的指标。 跳频间隔StepSize： 跳频间隔又称 步长 或 频率分辨率 该指标是指跳频源的相邻两频点的间隔。   　　 频率漂移TemperatureStabilityandAgingRate： 由于温度变化及器件老化等因素影响。输出频率会发生较慢的变化，即频率合成器有长期频率稳定度指标，俗称频率漂移。频率漂移分为 温漂 和 时漂 ，频率温漂用工作温度范围内频率的相对变化率表示，单位为ppm(10-6)，常用的频率时漂指标之一为一年内频率的相对变化率。实际上，以上频率温漂和时漂指标均由频率合成器中的参考频率的温度漂移指标和 老化率 决定。 　　 频率合成产品其频率温漂大致可分为以下 4 个等级。用户可根据需要提出要求   　　 频率合成器的时漂（年老化率）一般在（ 1~2 ） ppm/ 年以下。   　　 跳频时间 Settling Time： 跳频时间又称为调谐时间，指跳频源从任一输出频率改变到另一输出频率，在一定的频率误差要求下，所需的最大时间。 DDS 频率源的跳频时间可做到 μs 量级（包括频率控制码格式转换的时间在内），而 PLL 频率源的跳频时间一般都在数十 μs 以上。   

频综小组主要专注于以下主要产品的开发、生产：     1、微波频率源（频率综合器、频率合成器、频综、DDS频率源，PDRO、点频源等），具有价格优惠，质量可靠，技术领先、成熟；     2、微波放大器，包括低噪声放大器（LNA）、通用增益放大器、功率放大器、限幅放大器、对数检波放大器（DLVA）等等，采用薄膜、微组装工艺；     3、微波组件，包括各频段上、下变频器，T/R收发组件，体积小，功耗低，性能优越。 公司网址： www.minipll.com ，联系QQ：244007，联系电话：13880878528，028-87484958 胡先生