[发明专利]一种基于芯片ADF4110的通用锁相环调频电路及调频方法

说明书

本发明提出了一种基于芯片ADF4110的通用锁相环调频电路，包括：载波分频器、一个参考频率分频器、一个鉴相器、一个电荷泵、一个环路滤波电路、一个压控振荡器和一个放大电路；其中，所述分频器、鉴相器和电荷泵采用集成电路芯片ADF4110；所述压控振荡器由MC1648或MC12148与变容管KV1471构成；所述环路滤波器采用二阶电阻、电容低通滤波电路结构；所述放大电路采用OPA2695。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于芯片ADF4110的通用锁相环调频电路及调频方法。

背景技术

在我们的日常生活中，电磁波无处不在，可以说是电磁波将世界各地的资讯带到了我们面前，而模拟调制解调可以说是我们利用电磁波传递信息迈出的第一步。随着经济的发展与进步，越来越多的家庭拥有了自己的汽车，而在开车时，广播就成为不可或缺的一部分；同时，广播也受到许多老年人的青睐。

目前的广播电台分为调幅和调频电台，其中调频广播的优点在于其系统的抗干扰性能比调幅广播强，同时调频信号的产生和接收方法也并不复杂，因此调频广播系统也得到了广泛的应用，而且调频信号的传输带宽比调幅信号宽得多，因此调频广播系统抗噪性能要优于调幅广播系统，但调频广播系统也因此比调幅广播系统的调制效率差，而且因为调频载波频率比调幅载波高得多，其传输距离也比调幅广播更短。

目前，市面上还没有一种通用的调频电路设计来满足从几十兆赫兹到几百兆赫兹的模拟频率调制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明设计了一种结构合理，使用简单，通用性强的基于芯片ADF4110的通用锁相环调频电路，能够将模拟信号加载到载波信号的频率信息中并具有一定的载波频率调节范围。

本发明的主要模块有：两个分频器模块、一个鉴相器、一个电荷泵、一个环路滤波电路、一个压控振荡器和一个放大电路；本发明实现的主要功能有：模拟的声音信号通过调频的方式加载到锁相环所产生的中心频率上，可以通过编程对集成芯片初始化从而改变载波的中心频率。锁相环的使用可以使载波的频率稳定性大大提高，而合适的谐振腔选择则可以达到我们想要的调制系数要求。

为实现以上功能，本发明提供了以下的技术方案：一种基于芯片ADF4110的通用锁相环调频电路，包括一个载波分频器、一个参考频率分频器、一个鉴相器、一个电荷泵、一个环路滤波电路、一个压控振荡器和一个放大电路，通过设置不同的分频系数，可以将想要的中心频率和参考频率分别分频到一个相同的较低的频率，两个低频通过鉴相器和电荷泵产生或正或负的电流指示信号，经过环路滤波电路后产生一个平缓的电压信号，此电压信号控制压控振荡器产生对应的中心频率，由于整个系统是一个闭环系统，所以其拥有极强的稳定性与自纠正能力。

作为本发明的优选实施方式，所述分频器、鉴相器和电荷泵采用集成电路芯片ADF4110，压控振荡器由MC1648(或MC12148)与变容管KV1471构成，环路滤波器采用二阶电阻、电容低通滤波电路结构，放大电路采用OPA2695。

本发明的目的是这样实现的：在ADF4110内部集成了两个分频器模块，其中参考信号部分包括一个分频器，射频信号部分由一个预分频器和两个普通分频器构成了双模分频器，双模分频器在频率合成器中很常用，它有两种工作模式，即P分频模式和P+1分频模式，具体模式可由控制端决定。通常，当控制端为0时，预置数为输入数据的补码，即为P分频；当控制端为1时，预置数为输入数据的反码，即为P+1分频。除分频器外，ADF4110还集成了一个鉴相器与一个电荷泵，用来将两个分频模块得到的分频后的信号之间的相位误差以电流的形式反应出来。经过环路滤波电路，宽度不同的正负脉冲被转换为缓慢变化的电压，此电压信号将控制变容管KV1471来改变变容管的电容值，而变容管所在的压控振荡器MC1648(或MC12148)电路将会产生对应谐振频率的载波频率。参阅附图2，假设外部压控振荡器的输出频率为f_VCO，晶振的输出频率为f_OSC，当相位锁定时有：