[发明专利]一种频率合成控制系统及设计方法

权利要求书

1.一种频率合成控制系统，其特征在于：所述控制系统包括微控制器、频率合成模块、功率衰减器、按键模块、液晶显示模块、存储管理模块、存储介质；所述微控制器的PC0端口与频率合成模块的DATA端口连接，微控制器的PC端口与功率衰减器的IO口连接，按键模块的行线与列线分别与微控制器的PA0～PA7引脚连接，频率合成器模块的输出端与功率衰减器模块的输入端连接；所述存储管理模块分别与微控制器和存储介质连接；

所述微控制器，用于接收按键模块输入的目标输出频率值，并根据该目标值配置所述频率合成模块的寄存器，同时设置频率合成模块的片选于时钟信号引脚，通过微控制器内置的AD采集模块将频率合成模块输出的频率信号对应的功率值转换成电压值；

所述频率合成模块，用于接收微控制器传输的寄存器配置数据，输出频率信号至微控制器；

所述功率衰减器，用于通过微控制器PC口的输出电平值控制功率衰减器的IO口，将输入微控制器内置的AD采集模块的功率值衰减到目标功率值；

所述按键模块，用于输入目标频率值至微控制器；

所述液晶显示模块，用于显示按键模块输入的目标输出频率值；

所述存储管理模块，用于将每个频率对应的电压值与功率值写入所述存储介质。

2.根据权利要求1所述的一种频率合成控制系统，其特征在于：所述频率合成模块包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和分频器，所述鉴相器的输出端与环路滤波器的输入端相连，所述环路滤波器的输出端与压控振荡器的输入端相连，所述压控振荡器的输出端与分频器的输入端相连，所述分频器的输出端与鉴相器的输入端相连；

所述分频器，用于形成相位的反馈电路，将压控振荡器的输出信号进行分频并反馈到鉴相器；所述环路滤波器，用于滤除直流电压信号中的交流成分；所述压控振荡器，用于将环路滤波器输出的直流电压信号线性转化为频率信号；所述鉴相器，用于将参考信号与压控振荡器的输出经过分频后的信号的相位进行比较，产生控制电荷泵充放电的直流脉冲。

3.根据权利要求2所述的一种频率合成控制系统，其特征在于：所述频率合成模块采用集成压控振荡器的ADF4351芯片，微控制器与ADF4351芯片的时钟线CLK、数据线DATA和使能线LE连接，采用SPI通信方式。

4.根据权利要求3所述的一种频率合成控制系统，其特征在于：所述环路滤波器采用三阶无源滤波器，由电容C1、C2、C3，电阻R1、R2、R1A组成，其中电容C1、C2、电阻R2的一端分别与ADF4351的电荷泵输出端CPout连接，电容C1另一端接地，电容C2另一端与电阻R1连接，电阻R1另一端接地，电阻R2另一端与电容C3连接，电容C3另一端接地，电阻R1A一端与ADF4351的SW端口连接，另一端与电容C2、电阻R1的连接端相连。

5.根据权利要求4所述的一种频率合成控制系统，其特征在于：所述微控制器采用STM32系列单片机，所述功率衰减器采用HMC307QS16G芯片，所述存储管理模块采用CH378芯片，通过八位并口方式与微控制器连接，所述按键模块采用4*4矩阵键盘、所述存储介质采用U盘，微控制器的PA0～PA3引脚连接4*4矩阵键盘的行线，其PA4～PA7引脚连接4*4矩阵键盘的列线。

6.基于权利要求5所述的控制系统实现的一种频率合成控制设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1，通过4*4矩阵键盘输入目标频率值，微控制器对ADF4351寄存器进行配置，通过ADF4351的RF_OUTA+端口输出频率信号；

步骤2，将输出的频率信号经过功率衰减器进行衰减，得到4*4矩阵键盘输入的目标频率值，将衰减后的频率信号传输至微控制器内置的AD采集模块；

步骤3，微控制器内置的AD采集模块对输入的频率信号对应的功率值处理转换，通过数字滤波算法将模拟功率信号转换为电压信号；

步骤4，存储管理模块将AD采集到频率信号的电压以及电压对应的功率值写入存储介质保存。