北斗二代B1频点卫星导航接收机-硬件板卡SNP8000硬件说明书 - 图(8)

图10.1

下面以1路PLL为例，简要介绍该芯片工作原理。参考频率fin从XIN脚输入，通过放大器、R分频器后，得到频率fin／R，同时，这路VCO的输出频率fout经过一个N分频器后，得到频率fout／N，2个频率输入到PD进行相位比较，产生误差控制电压，该误差电压经过LF可得一误差信号的直流分量作为VCO的输入，用于调整VCO的输出信号频率，使VCO分频后的信号频率fout／N向fin／R近于相等，直至最后两者频率相等而相位同步实现锁定。环路锁定时，PD的输人频差为0，即fin／R=fout／N，fout=Nfin／R，可以通过改变输出信号的分频系数N和参考信号的分频系数R来改变输出信号的频率。

该芯片3路PLL的VCO的中心频率由外部电感决定，PLL可在VCO中心频率±5％范围内调节输出频率。

三路PLL中两路用来进行射频输出，这两路射频PLL是时分复用的，即在一个给定时间内只有一路PLL起作用。每路射频PLL工作时，其射频输出频率可在VCO的中心频率内调节，所以通过给相应的N分频器进行简单编程就可达

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到对射频输出进行控制，从而工作在两个独立的频段。两个射频VCO中心频率最优化设置分别在947 MHz和1.72 GHz之间以及在789 MHz和1.429 GHz之间。 三路PLL中另一路用来进行中频频率合成，该电路的VCO的中心频率可通过接在IFLA和IFLB引脚的外部电感来调整。PLL中频输出频率可在VCO中心频率的±5％内调节。电感数值不精确可通过Si4133的自动调节算法进行补偿。中频VCO的中心频率可以在526 MHz和952 MHz之间调节。如果需要，可以通过分频降低IF的输出频率。

以Si4133为核心的频率合成器电路原理如图10.2所示

图10.2

设计中采用10 MHz 1PPM温补晶振做为基准频率源，射频输出通过LC串联匹配网络匹配到负载。射频1通道的外部电感的范围是0～4.6nH，射频2通道的外部电感的范围是0.3 nH～6.2 nH。

VCO中心频率决定于与各自VCO相连的外部电感值，考虑到外部电感值有±10％的偏差，Si4133可通过自调节算法补偿电感的误差。因为电感值为nH数

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量级，在确定电感值时须考虑封装问题。每个VCO的总电感Ltot是外部电感Lext与封装电感Lpkg之和，与总电感并联一个标称电容，如图10.3所示。

图10.3

中心频率计算公式为：

Si4133有16个22位的数据寄存器，寄存器0～寄存器8可编程，它们是：主设置寄存器、鉴相器增益寄存器、掉电寄存器、射频1和射频2的N分频器寄存器、中频的N分频器寄存器、射频1和射频2的R分频器寄存器、中频的R分频器寄存器。寄存器9～寄存器15为保留不写。每个寄存器22位串行字包括18位数据码和4位地址码，通过串行通信写寄存器，可以设置RF、IF频率以及参考频率的分频系数，以得到最后需要的RF和IF频率；同时，也可以控制PD的增益(又称鉴相灵敏度)。通过设置PWDN引脚电平以及内部相关寄存器，可以分别设置RF和IF的低功耗工作模式、选择需要工作的电路。AUXOUT引脚可输出频率失锁信号，VCO的增益和LF的增益是不可编程设置的。

在进行PLL频率合成器设计时要考虑使相位噪声达到电路指标，消除相位噪声带来的影响。一般，环路的带内相位噪声由鉴相器、分频器和晶振的噪声决定，而带外相位噪声主要由VCO决定。对于晶振参考源、M分频器、鉴相器、N分频器的相位噪声，其传递函数为低通形式，而对VCO而言，其相位噪声的传递

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函数为高通形式。所以，总的输出相位噪声就是噪声源相位噪声与它们各自的传递函数乘积的叠加，另外，需要考虑环路带宽对环路带内噪声的影响很大，若环路带宽过窄，VCO的带内噪声将不可忽略。但如果选得过宽，就会引起带外噪声的恶化。

十一、正交下变频部分

正交下变频选用AD8347做为主模块，AD8347是一款单芯片、宽带 2.7 GHz 正交解调器，其基本模块框图如图11.1所示

图11.1

AD8347具有69.5dB 的dB AGC调节范围，放大调节分别插在 RF 输入与混频之后基带输出部分。65 dB 的线性 dB 增益控制、50 MHz 解调带宽以及出色的相位与振幅平衡，使得 AD8347非常适合点到点和点到多点宽带无线应用中的直接变频无线电。

AD8347设计原理图所图11.2所示

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