基于锁相环的微波等离子体灯扫频源研究
微波等离子体灯是利用微波能激发等离子体发光的新型光源。微波等离子灯射频模块的工作频率是在420～470MHz范围内可调，其输出功率平坦度越小越好。基于锁相环频率合成原理，使用ADI公司的集成芯片ADF4350设计了满足要求的频率源。最终通过设计PCB、制板、电装并调试制作了满足要求的频率源的。最终测试结果表明，输出平均功率为5dBm，功率平坦度小于0.2dB，杂散抑制在50dBc以上。
微波等离子灯是一种高效节能的绿色无电极光源，利用微波激发等离子体发光。因其节能、环保，使得微波硫灯具有很大的发展潜力，被人认为是21世纪绿色电光源的首选对象。一个输出稳定、频率可调的扫频源是微波等离子灯的重要组成部分。微波等离子体灯的整个射频模块的功率平坦度越小越好，射频源部分功率平坦度要控制在0.2dB以内，频率步进1MHz。
1、锁相环频率合成器原理
锁相环频率合成技术是目前主要的频率合成技术之一，以其精确的频率控制，稳定的输出，相对低的相噪和杂散得到广泛的应用。锁相环(PLL)主要由鉴相器(PD)、环路滤波器(LPF)、压控振荡器(VCO)、分频器构成，如图1所示[3]。当参考输入频率f1和分频器输出信号频率f2相等时，PLL锁定，得到稳定输出。反之，鉴相器会产生一个电压V。V 由f1与f2之差决定：
电压V 经LPF后控制VCO 的输出，最终使PLL锁定。
为了测试板子扫频过程中的功率平坦度，通过程序将扫频范围设为420～470MHz，频率步进设为5MHz，每个频点持续5s。用Agilent U200A功率探头对其进行测试，结果如图6所示，功率平坦度在0.2dB以内，达到项目所需要求。
图1 锁相环架构图
5、总结
该设计用集成芯片制作了体积小，低功耗，低杂散，输出频点误差小，输出功率平坦度好的扫频源，达到项目所需的基本要求。通过单片机进行合理的设置，该扫频源也可以用在通讯系统之中。
