一种自环装置的设计

摘 要

本文介绍了一种基于ADF4351的自环装置的设计，该装置主要用于频分双工通信设备或通信系统中，对于发射通道、接收通道同时进行自检。可以用于通信设备或系统的状态确定，故障定位，故障排除。

【关键词】ADF4351 自环 频分双工 自检

1 引言

通信设备或通信系统在使用过程中，经常会出现以下几种情况：

（1）通信设备或通信系统首次使用或者长时间贮藏后，无法确定设备或系统状态以及能否正常工作；

（2）单个通信设备或者单端的通信系统，无法试通以确定能否正常工作；

（3）现有通信设备或系统与已知设备或系统无法建立通信。

当通信设备或通信系统出现以上等问题时，在没有专业测试仪器的情况下，无法验证通信设备或通信系统能否正常工作，同时当设备出现故障时，也不能准确的进行故障定位。

本文所述自环装置解决了上述在实际使用中出现的问题，同时也可作为准确定位存在问题、故障的主要手段。同时，具备体积小、集成高的特点，适用多种使用环境和多种频分双工通信设备及通信系统。

2 工作原理

本自环装置的工作原理是：通信设备或系统的输出射频信号经衰减或耦合输入自环装置，经自环装置变频为接收信号。接收信号经衰减或耦合后，输出至接收通道，接收通道将接收信号进行变频送至解调器解调，完成自环过程。自环装置的作原理框图见图1。

3 自环装置组成

自环装置主要由频率综合器、混频器，其组成框图见图2。

3.1 频率综合器设计

本装置频率综合器采用ANALOG（亚德诺）公司的ADF4351。ADF4351是一款具有集成压控振荡器（VCO）的宽带频率合成器，结合外部环路滤波器和外部参考频率使用时，可以实现小数N分频或者整数N分频锁相环（PLL）频率合成器，其基波输出频率范围为2200 MHz ～ 4400 MHz。其参考频率可高至250 MHz，这样可以利用高的鉴相频率，以保证良好的相位噪声。此外，利用1/2/4/8/16/32/64分频电路，ADF4351可以产生低至35 MHz的频率输出范围。

同时ADF4351作为集成了压控振荡器（VCO）的宽带频率综合器，器件封装采用LFCSP_VQ封装，芯片总尺寸为5 mm×5 mm，电路简单，环路滤波器可以使用ANALOG（亚德诺）公司免费下载的ADIsimPLL软件辅助设计，电路简单易于实现。ADF4351电路原理图见图3所示。

使用ADF4351作为自环装置的频率综合器，频率综合器输出频率范围可达35 MHz ～ 4400 MHz，这就意味着本自环装置使用在频分双工通信设备或者系统中，可以持支的双工频率间隔从35 MHz ～ 4400 MHz。由此可见，本自环装置具有广泛的应用环境，可以使用在多种通信设备或系统中。

3.2 混频器设计

在本自环装置设计中，频率综合器提供了宽带的双工间隔频率范围，混频器的选择则为自环装置提供了具体的使用频段，本自环装置采用Mini-Circuits公司的混频器ADE-42MH+，该混频器的主要指标如下：

（1）工作频率范围：LO/RF 5MHz- 4200 MHz，IF 5MHz- 3500 MHz；

（2）变频损耗：7.5 dB；

（3）本振电平：+ 13 dBm。

对于移动通信频段，主要工作频段一般为：800MHz、900MHz、1.8GHz 、1.9GHz；对于WIFI工作频率一般为：2.4 GHz，选用该款混频器均可覆盖上述常用工作频段。可见ADE-40MH+对于非常适合作为本自h装置使用。

4 总结

本文提供了一种对于通信设备或系统单端设备进行自检、确定装备状态，并且可以用于通信设备或系统的故障定位、故障排除的自环装置的设计方案，该方案设计的自环装置其具有集成度高、体积小、工作频段宽、可用波道多、功能全面、器件选型容易、调试难度低，使用简单，适用多种设备或系统，通用性好等优点。

采用本自环装置方案，可以省去测试工作中发射通道需要的信号发生器以及接收通道中的需要的频谱仪等仪器，简化了测试环境及测试步骤，提高了测试效率节约了测试成本。

参考文献

[1]陈邦媛.射频通信电路（第二版）[M]. 北京：科学出版社，2006.

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

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

作者简介

陈荩（1983-），男，陕西省西安市人。现为中国电子科技集团公司第五十四研究所工程师。研究方向为通信设备及系统的设计和生产。

杨旭（1983-），男，河北省文安县人。现为中讯邮电咨询设计院有限公司工程师。研究方向为无线网络规划。

作者单位

1.中国电子科技集团公司第五十四研究所 河北省石家庄市 050081

2.中讯邮电咨询设计院有限公司 河南省郑州市 450000