基于AD9516的宽带高动态数字中频系统采样时钟设计与应用

　　其中为f 0 载波频率, L 是在一定频率偏移处的相位噪声。

　　3.2 　时钟测试结果

　　该方案PCB 板绘制制作出来后,经过程序将各芯片的配置数据由单片机通过FPGA 写进各自寄存器,并对电路板时钟部分以及其他各部分进行了仔细的调试,最终得到时钟频率的相噪和抖动测试数据。

　　相位噪声即短期频率稳定度,一般是指在系统内各种噪声作用下引起的输出信号相位的随机起伏,他对电路系统有很大的影响,是衡量频率合成器信号纯度的主要依据,这里使用直接频谱分析法对时钟相噪进行测量。测量时通常被指定为偏离载波的某个频率处的1 Hz 带宽之内噪声功率与载波功率之比。表1 是两个125 MHz 与500 MHz 时钟频率在载波不同偏离处的相位噪声测试结果:

表1 　时钟相位噪声测试结果　单位:dBc/ Hz

　　各时钟测试结果通过与Aglient 信号发生器直接产生的频率相比,性能较好。运用其中一组数据500 MHz 在频偏1 MHz 处的单位相位噪声-144dBc/ Hz 作为估计输出信号的热噪声基底,通过式(4) 计算输出信号抖动为:

　　这个信号抖动值,对照11bit 的模数转换芯片AD80141 的信噪比、输入频率及时钟抖动关系图(图4) ,可见其SNR 在65dB 左右,完全符合项目要求。

图4 　SNR、输入频率及时钟抖动关系图

　　3.3 　总体测试结果

　　采用此时钟方案,系统整体性能也较为理想,调试中将各中心频率为162 MHz 的大小信号输入测试,结果均符合要求。例如:中心频率为162 MHz ,正负频偏各为0164 MHz 的双音信号信号经过此系统处理后,最终信噪比能达到65dB ,符合项目指标需要。双音信号测试结果如图5 所示:

图5 　双音信号测试结果

　　4 　结束语

　　数字中频技术在现代通信系统中应用前景广泛,本文介绍的这种基于AD9516 的数字中频系统采样时钟合成方案,具有性能优异、应用灵活、电路简单、成本低等优势,测试结果表明具有良好的性能,在通信、电子、医疗等需要时钟的领域有广泛应用价值。另外系统中AD80141 芯片由于前端匹配不当会产生信号反射效应,进而影响输入信号质量,故对它的前端线圈匹配是个需要注意的地方,做好该匹配对SNR 还将有进一步提高。