某型功率和频点可控的视频发射机的设计与实现

摘要：根据某型电视图像发射机检测仪的信号标定及日常维护调试需要，研发了一种以锁相环技术为核心，由单片机控制的低功耗、频点及功率可控的视频发射机(信标机)。给出了基于锁相环芯片ADF4360的信标机的设计方法及系统组成，阐述了系统的软硬件设计方案。测试结果表明，由该方法设计的信标机具有稳定、可靠的变频特性，且各项指标均达到了要求。在实际使用过程中，操作人员可以方便地设置所需的频点及功率点，人机界面友好，使得操作更为灵活方便，具有良好的性价比和市场前景。
关键词：视频发射；信号标定；锁相环；ADF4360

某型电视图像发射机检测仪已经研制成功并投入生产。由于发射机是被完全密封、加固的，因此对其主要的参数、指标的检测只能采用间接的方法，其中对其最重要的指标——发射功率，更是只能以无线接收的方式，根据接收到信号的AGC进行判断，由于环境对无线信号的影响巨大，因此在检测仪的日常使用、维护和调试中的标定工作非常重要。目前市面上美国安捷仑和德国RS公司生产的射频信号仪器虽然满足使用要求，但价格昂贵，体积较大，不便于携带，因此很有必要设计一种针对型号专门使用的信标机，以代替昂贵的进口设备，降低装备成本。下面着重介绍该型功率、频点可控视频发射机(信标机)的设计与实现方法。

1 系统组成
信标机作为标定检测仪的工具，不仅要求频点和功率可调，可以完美的模拟待测型号的视频发射机，而且还要具备频点稳定、功率线性化调节和参数显示等功能。根据以上设计要求，视频发射机采用模拟传输方式传送图像，由单片机、液晶屏、键盘、微型摄像头、供电电源、调频发射电路组成。其系统组成如图1所示。

其中，视频发射单元里调频发射电路中的频率合成技术是本设计的关键所在。目前的频率合成技术中比较成熟的是锁相环技术(PLL：Phase Lock Loop)。本方案采用的锁相环技术，是以ADF4360芯片为核心。ADF4360芯片是美国ADI公司生产的一款高性能整数型锁相频率合成芯片，其内部集成压控振荡器，内含数字鉴相器、电荷泵、可编程参考分频器R(14 bit)、可编程A(5 bit)预置、B(13 bit)计数器及双模前置(P／P+1)分频器。其工作频率范围是2 400～2 725 MHz，工作电压为3．0～3．6 V，可编程双模预分频为8／9，16／17，32／33，输出功率可编程范围是-13～6 dBm，电荷泵电流可编程，并可编程反后冲脉冲宽度，能够进行模拟和数字锁定检测，具有硬件和软件掉电模式，同时可三线并行传输。ADF4360的内部电路结构如图2所示。由于此芯片内部包含VCO(压控振荡器)，因此只需外接环路滤波器即可组成一个完整的锁相环路，设计简单，成本较低。ADF4360芯片通过单片机的控制，输出合适的分频比，得到稳定的频点和功率，同时单片机控制在LED屏上实时显示相应的数值，还设置了键盘的输入操作，使用起来简单方便。