Die GHz-Welt
Vor kurzem ist das aktuelle Dubus-Heft ins Haus geflattert und hat mich an eine weitere Platine aus China erinnert, die wohl schon kurz nach dem postalischen Eingang ihren Weg in eine meiner Sortierboxen gefunden hat. Sie war jedenfalls schnell gefunden.
Es ging dabei um einen ADF4351, eine programmierbare PLL von Analog Devices. Bekanntlich habe ich schon diverse DDS aus diesem Hause verbaut, dies aber war etwas Neues. Als sogenannte Fractional/Integer-N PLL werden mehrere PLL im Bereich von 2,2 bis 4,4GHz über einen programmierbaren Teiler auf die gewünschte Ausgangsfrequenz geteilt; dieser Teiler kann zwischen 1:2 in 2x-Schritten bis 1:64 eingestellt werden. Weiterhin kann die Referenzfrequenz über einen Zähler weiter geteilt werden.
Im Gegensatz zu einem DDS kann die Frequenzauflösung nicht fast beliebig klein gewählt werden. Um eine Schrittweite von 100Hz zu erreichen, verwende ich eben erwähnten Zähler; allerdings ist die Schrittweite einstellbar, da bei feinerer Frequenzauflösung prinzipbedingt die Signalqualität leidet, weswegen ganzzahlige (reine Integer) gegenüber rationalen (fractionals) Werten vorzuziehen sind. Man muss also immer abwägen zwischen maximal möglicher Signalqualität oder minimaler Frequenzauflösung. Allgemein muss natürlich angemerkt werden, dass selbst bei einer hochwertigen Referenz bei der maximal möglichen Ausgangsfrequenz von 4,4GHz Phasenoise-Werte von <80dBc bei 10kHz Abstand erreichbar sind.
Onboard beim Chinaboard ist ein 25MHz Oszillator unbekannter Qualität verbaut. Diesen habe ich mit einem VCTCXO von 10MHz mit niedrigem Phasenrauschen ersetzt, nachdem ich den noch verfügbaren 13MHz OCXO wegen des Stromverbrauchs als Referenz verworfen habe.
Als Mikrocontroller habe ich einen STM32F030K6T6 genommen, nachdem sich der STM32F030F4P6 mit dem Flashspeicher als zu klein herausgestellt hat; zudem sind einige Reservepins für spätere Ausbauten auch keine schlechte Sache. Das TFT ist wiederum ein ILI9341 mit 2,2 Zoll Diagonale. Da der ADF4351 wie auch das TFT einen SPI-Bus benutzen und der MCU nur einen der selbigen hat, teilen sich diese den einen, was keinerlei Probleme verursacht.
Ansonsten kommt das Übliche zum Einsatz: zwei Rotary Encoder; einer für die Parametereinstellung, der andere für die Auswahl des Speicherplatzes und ein 24LC32 als EEPROM. Taktquelle für den MCU ist ebenfalls der VCTCXO, um ganz minimalistisch einen Quarz zu sparen.
Da der Ausgangspegel des ADF4351 maximal +4dBm ist, habe ich ein noch rumschwirrendes Modul mit einem MMIC verbaut, dass laut Datenblatt bis 6GHz gehen sollte; soweit ich des mit meinem handheld Wattmeter messen konnte, erreicht die Verstärkung auch auf 4,4GHz noch fast 20dB. Im Interesse der Signalqualität steuere ich den PIC eingangsseitig nur mit -2dB an; somit erreicht der Ausgangspegel an der SMA-Buchse etwa +17dBm und ist sauber rechteckig ohne erhebliche geradzahlige Harmonische.