基于HMC830的低相噪低杂散频率源的设计

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1、第19卷第l9期电子设计工程2011年l0月V01．19No．19ElectronicDesignEngineeringOct．201l基于HMC830的低相噪低杂散频率源的设计潘玉剑，张晓发，袁乃昌(国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073)摘要：针对频率源的相噪会恶化采样数据的信噪比，杂散会降低接收机灵敏度，提出了一种低相噪低杂散的设计方法。该方法利用Hittite公司的新推出的集成VCO的锁相环芯片HMC830进行设计．供电部分采用多个低噪声稳压芯片，参考频率源为Pascall公司

2、的0CX0晶振。环路滤波器为无源四阶，使用HittitePIDesign软件进行设计，另外采用C8051F30o单片机对锁相环芯片进行寄存器操作。实验结果显示：鉴相频率为100MHz，输出频率为1．8GHz时，整数分频模式下．相位噪声为一l12．2dBc／Hz@lkHz．杂散抑制度为一75．6dBc。关键词：频率源；锁相环；HMC830；相位噪声；杂散中图分类号：TN911．8文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)19一叭80—03Designoflowphasenoiseandlows

3、puriousfrequencysourcebasedonHMC830PANYu-jian，ZHANGXiao—fa，YUANNai—chang(SchoolofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：TodealwiththeproblemthatphasenoiseworsenstheSNRofsamplingdataandspuriousdegr

4、adesthesensitivityofthereceiver，amethodoflowphasenoiseandlowspuriousispresented．ThemethoddesignswiththehelpofHMC830integratedwithVCOfromHittite．Severallownoiseregulatorsareusedasthepowersupply，andreferencefrequencysourceisOCXOfromPascal1．Loopfilterispass

5、iveandfour-orderdesignedundertheHittitePIJLDesignsoftware．Additionally．C8051F300MCUisusedtodoregisteroperationinthePLLchip．ExperimentalresultsshowthatinintegermodewhenthePDfrequencyis100MHzandoutputfrequencyis1．8GHz，thephasenoiseis-112．2dBc／Hz@lkHzandthe

6、spurioussuppressionratioiS—75．6dBc．Keywords：frequencysource；PLL；HMC830；phasenoise；spurious频率源可在雷达中用作本振信号．进行上下变频．也可功率为6dBm，并且可以3dB步进调节。该芯片可工作于整数以作为数据处理的采样时钟等．在雷达和移动通信领域有着分频模式和小数分频模式．其中小数模式下典型分辨率重要的作用。相位噪声和杂散是衡量频率源的两个重要指为3Hz．并且在小数分频模式下引入了精确频率模式，使得某标，大的相位噪声

7、会造成时域的抖动，导致采样数据的信噪些符合特定条件的频率可以精确获得。这款锁相环芯片有着比恶化，而大的杂散会影响混频后信号的纯度，降低接收机业界领先的低相噪和低杂散，其典型相噪为一110dBc／Hz。芯片灵敏度_1J。所以必须使这两者尽可能低。尺寸为6x6mm．并且在-40～+85oC都能保持良好的性能。频率源的设计目前主要有3种技术：直接频率合成、锁相如图l所示为HMC830的功能框图，从图中可以看出该芯频率合成、DDS(直接数字频率合成)，而锁相频率合成具有片的各个功能模块。高性价比的特点。文中使用

8、了锁相频率合成这一技术，借助参考信号从XREFP管脚进去到参考支路R分频器、PFD于HMC830锁相环芯片设计出了一种低相噪低杂散的频率鉴频鉴相器、CP电荷泵，从CP管脚出去，通过外部低通滤波源。实验结果表明该频率源的设计取得了理想的效果。器，再从VTUNE管脚进去到VCO压控振荡器，通过N分频器反馈到PFD鉴频鉴相器形成锁相环路。其中通过加到N分频器1HnC830的主要性能和工作原理上的△∑调制器以提供小数分频的功能。VCO通过CAL模块