基于ADF4350的吉赫兹信号源设计及实验研究

【摘要】本课题的研究目标是研制一种新型便携式吉赫兹信号源，用于驱动高速电光开关器件。研究工作来源于国家自然科学基金项目——聚合物电光开关阵列的S+C+L超宽波段光谱平坦化及失效模式研究（61107021）。本文研究设计并制作了硬件电路，如吉赫兹信号产生电路、环路滤波器电路、ARM7控制器电路、基于AD8351的高速信号放大电路、参数设置电路以及LCD显示电路等；编写了软件，主要包括ADF4350寄存器配置程序、按键扫描程序以及LCD显示程序等。利用HFSS（HighFrequencyStructureSimulator）仿真软件对微带线结构进行了仿真计算，得到微带线特性阻抗对应的参数，从而指导PCB电路板绘制。由于锁相环频率合成技术具有输出信号频谱质量较好、合成频率较高等优点，所以本文选用集成锁相环芯片ADF4350产生吉赫兹信号。我们对研制出的样机进行了性能测试，其中包括特性阻抗测试实验、信号产生电路与放大电路测试实验以及频谱分析实验等，如利用矢量网络分析仪测量了PCB电路板微带线的特性阻抗，以验证HFSS仿真控制微带线特性阻抗的可行性与正确性；利用示波器分别测试了吉赫兹信号产生电路与放大电路的输出信号波形，以验证信号产生电路以及放大电路的功能；利用频谱分析仪测量了吉赫兹信号源输出信号频谱，确定信号源输出信号的频率范围以及信号谱纯度。实验结果显示，微带线特性阻抗达到50Ω，高频放大器电路放大倍数为20dB左右，信号源输出信号频率范围为0.2GHz-1.5GHz，信号源的输出功率范围为-17.41dBm–4.788dBm，噪声水平约55dBm左右。最终达到了设计指标。
【作者】宋强；
【导师】王一丁；郑传涛；
【作者基本信息】吉林大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】高频电路；频率合成；信号放大；HFSS仿真；吉赫兹信号源；

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