2.ADF4110的MUXOUT管脚具有锁相观察功能，当该管脚的模式切为数字锁定时，在失锁时，MUXOUT输出低电平，而环路处于锁定状态时，管脚输出高电平。因此我们在MUXOUT输出端接一发光二极管，当失锁→锁定过程中，二极管不亮，环路锁定后，二极管发光。
三、电路与程序设计
（一）电路设计
1.基于锁相环的本振源电路设计
根据题目我们选择内部集成了数字鉴频鉴相器和编程预分频器的PLL芯片ADF4110，只需外接VCO和环路滤波器即可完成一个稳定的锁相环电路。外部VCO采用MAX2606，环路滤波器采用上述计算的三阶无源RC滤波器。根据各自数据手册推荐的典型电路，设计了如下的图4电路：
图3 锁相环频率合成电路电路图
2.混频及采样电路设计
本振源输出的信号幅度只有100mV,两路信号混频后幅度会进一步减小.为了提高采样的精度，本振源输出后使用集成运放AD8009实现了10倍的固定增益放大。同时为了提高采样的稳定，在滤波器输出后加了一级由放大器OP07构成的电压跟随器。
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图4 混频及采样电路
(二)程序设计
图5 软件部分程序框图
四、测试方案与测试结果
(一)基本要求
1.本振源的频率范围及步进测试
通过单片机改变锁相环内分频系数，用示波器观察本振源输出信号频率的最大频率和最小频率。然后控制输出频率从90MHz每次步进100KHz至110MHz，观察示波器输出波形频率是否满足频率要求。部分测量结果如下表测试：
设置频率/MHz
80
输出频率/MHz
80.000 设置频率/MHz
90.1 输出频率/MHz
90.101
7
85 92 100 102 105 113 最大频率
85.000 92.000 100.00 102.00 105.00 113.00 113MHz
90.2 90.3 100.1 100.2 109.8 109.9 最小频率
90.200 90.300 100.10 100.20 109.80 109.90 80MHz
表一 本振源的频率范围及步进测试
结果分析：本振信号频率范围可达到90MHz-110MHz，步进精度满足100KHz的要求。 2.输出电压幅度测试
调节AD835控制电压值，观察90至110MHz整个频段内各频点的电压幅度范围。 测量结果：90至110MHz频段内的输出电压幅度最大值可到120mV，最小值可到9mV，且波形良好满足题目10-100mV的幅度可调要求。当输出为100MHz，110mV时的信号示波器显示如下图所示：
图6 示波器显示输出为100MHz，110mV的信号
3.扫描显示测试：
程序内部改变扫描时间、扫描模式以及扫描初始频率，观测示波器显示的扫频情况。 测量结果：扫描时间可在1至5s内设置，且扫描时间准确。手动自动模式可通过按键切换，扫描初始频率可在90MHz至110MHz内任意设置。
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4.锁定时间的测定：
利用单片机控制选择扫频功能，则系统就会进入不断的失锁和锁定状态。当失锁时，muxout端口输出低电平；当锁定时，muxout端口输出高电平。用示波器观测muxout端口，可观测到许多负脉冲，多次测量其宽度对应的时间求平均值，即可得到锁定时间。经20次测量计算，锁定时间平均值为93μs。
(二)发挥部分频谱分析仪相关测试
1.测量范围：
经过实际测量，可以利用基础部分的锁相环本振源完成简单的频谱分析功能频率测量范围可达到86至100MHz.实际测量显示频谱如下图所示：
图7 实际测量显示的频谱图
2.分辨率：
利用滤波器后预留的测试端子测试。用信号源给定信号频率，利用单片机改变PLL输出频率，使其与信号源相同，可观察到测试端子信号最大，改变频率均可观察到明显减小；信号源改变100KHz，同时控制单片机相同改变100KHz，可观察到与上述相同的 现象，即分辨率能达到题目100KHz的要求。 3.频谱图：
单片机控制屏幕能显示测量单个信号时的频谱图像，以及显示此时测量的信号频率。基本完成了发挥部分的各个要求。
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附录：参考文献
[1] Carter.B & R. Mancini. 放大器权威指南 第三版[M].北京：人民邮电出版社，2010. [2] 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛电路设计 第二版[M].北京：北京航空航天出版社，2006.
[3] 刘宝玲. 通信电子电路 第一版[M].北京：高等教育出版社，2008.
[4] 赵益波,冯久超.
高阶电荷泵锁相环环路滤波器[J/OL]. 控制理论与应用,2011.
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