一種自環(huán)裝置的設(shè)計(jì)

陳藎+楊旭

摘 要

本文介紹了一種基于ADF4351的自環(huán)裝置的設(shè)計(jì)，該裝置主要用于頻分雙工通信設(shè)備或通信系統(tǒng)中，對(duì)于發(fā)射通道、接收通道同時(shí)進(jìn)行自檢。可以用于通信設(shè)備或系統(tǒng)的狀態(tài)確定，故障定位，故障排除。

【關(guān)鍵詞】ADF4351 自環(huán) 頻分雙工 自檢

1 引言

通信設(shè)備或通信系統(tǒng)在使用過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：

（1）通信設(shè)備或通信系統(tǒng)首次使用或者長時(shí)間貯藏后，無法確定設(shè)備或系統(tǒng)狀態(tài)以及能否正常工作；

（2）單個(gè)通信設(shè)備或者單端的通信系統(tǒng)，無法試通以確定能否正常工作；

（3）現(xiàn)有通信設(shè)備或系統(tǒng)與已知設(shè)備或系統(tǒng)無法建立通信。

當(dāng)通信設(shè)備或通信系統(tǒng)出現(xiàn)以上等問題時(shí)，在沒有專業(yè)測(cè)試儀器的情況下，無法驗(yàn)證通信設(shè)備或通信系統(tǒng)能否正常工作，同時(shí)當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，也不能準(zhǔn)確的進(jìn)行故障定位。

本文所述自環(huán)裝置解決了上述在實(shí)際使用中出現(xiàn)的問題，同時(shí)也可作為準(zhǔn)確定位存在問題、故障的主要手段。同時(shí)，具備體積小、集成高的特點(diǎn)，適用多種使用環(huán)境和多種頻分雙工通信設(shè)備及通信系統(tǒng)。

2 工作原理

本自環(huán)裝置的工作原理是：通信設(shè)備或系統(tǒng)的輸出射頻信號(hào)經(jīng)衰減或耦合輸入自環(huán)裝置，經(jīng)自環(huán)裝置變頻為接收信號(hào)。接收信號(hào)經(jīng)衰減或耦合后，輸出至接收通道，接收通道將接收信號(hào)進(jìn)行變頻送至解調(diào)器解調(diào)，完成自環(huán)過程。自環(huán)裝置的作原理框圖見圖1。

3 自環(huán)裝置組成

自環(huán)裝置主要由頻率綜合器、混頻器，其組成框圖見圖2。

3.1 頻率綜合器設(shè)計(jì)

本裝置頻率綜合器采用ANALOG（亞德諾）公司的ADF4351。ADF4351是一款具有集成壓控振蕩器（VCO）的寬帶頻率合成器，結(jié)合外部環(huán)路濾波器和外部參考頻率使用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)小數(shù)N分頻或者整數(shù)N分頻鎖相環(huán)（PLL）頻率合成器，其基波輸出頻率范圍為2200 MHz ～ 4400 MHz。其參考頻率可高至250 MHz，這樣可以利用高的鑒相頻率，以保證良好的相位噪聲。此外，利用1/2/4/8/16/32/64分頻電路，ADF4351可以產(chǎn)生低至35 MHz的頻率輸出范圍。

同時(shí)ADF4351作為集成了壓控振蕩器（VCO）的寬帶頻率綜合器，器件封裝采用LFCSP_VQ封裝，芯片總尺寸為5 mm×5 mm，外圍電路簡單，環(huán)路濾波器可以使用ANALOG（亞德諾）公司免費(fèi)下載的ADIsimPLL軟件輔助設(shè)計(jì)，電路簡單易于實(shí)現(xiàn)。ADF4351電路原理圖見圖3所示。

使用ADF4351作為自環(huán)裝置的頻率綜合器，頻率綜合器輸出頻率范圍可達(dá)35 MHz ～ 4400 MHz，這就意味著本自環(huán)裝置使用在頻分雙工通信設(shè)備或者系統(tǒng)中，可以持支的雙工頻率間隔從35 MHz ～ 4400 MHz。由此可見，本自環(huán)裝置具有廣泛的應(yīng)用環(huán)境，可以使用在多種通信設(shè)備或系統(tǒng)中。

3.2 混頻器設(shè)計(jì)

在本自環(huán)裝置設(shè)計(jì)中，頻率綜合器提供了寬帶的雙工間隔頻率范圍，混頻器的選擇則為自環(huán)裝置提供了具體的使用頻段，本自環(huán)裝置采用Mini-Circuits公司的混頻器ADE-42MH+，該混頻器的主要指標(biāo)如下：

（1）工作頻率范圍：LO/RF 5MHz- 4200 MHz，IF 5MHz- 3500 MHz；

（2）變頻損耗：7.5 dB；

（3）本振電平：+ 13 dBm。

對(duì)于移動(dòng)通信頻段，主要工作頻段一般為：800MHz、900MHz、1.8GHz 、1.9GHz；對(duì)于WIFI工作頻率一般為：2.4 GHz，選用該款混頻器均可覆蓋上述常用工作頻段。可見ADE-40MH+對(duì)于非常適合作為本自環(huán)裝置使用。

4 總結(jié)

本文提供了一種對(duì)于通信設(shè)備或系統(tǒng)單端設(shè)備進(jìn)行自檢、確定裝備狀態(tài)，并且可以用于通信設(shè)備或系統(tǒng)的故障定位、故障排除的自環(huán)裝置的設(shè)計(jì)方案，該方案設(shè)計(jì)的自環(huán)裝置其具有集成度高、體積小、工作頻段寬、可用波道多、功能全面、器件選型容易、調(diào)試難度低，使用簡單，適用多種設(shè)備或系統(tǒng)，通用性好等優(yōu)點(diǎn)。

采用本自環(huán)裝置方案，可以省去測(cè)試工作中發(fā)射通道需要的信號(hào)發(fā)生器以及接收通道中的需要的頻譜儀等儀器，簡化了測(cè)試環(huán)境及測(cè)試步驟，提高了測(cè)試效率節(jié)約了測(cè)試成本。

參考文獻(xiàn)

[1]陳邦媛.射頻通信電路（第二版）[M]. 北京：科學(xué)出版社，2006.

[2]AD4351 Data Sheets.Rev 0.Analog Devices.2012.

[3]ADE-42MH+ Data Sheets.MINI-CIRCUITS.2014.

作者簡介

陳藎（1983-），男，陜西省西安市人。現(xiàn)為中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所工程師。研究方向?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

楊旭（1983-），男，河北省文安縣人。現(xiàn)為中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司工程師。研究方向?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。

作者單位

1.中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所 河北省石家莊市 050081

2.中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司 河南省鄭州市 450000