ADF5612集成VCO的微波寬帶頻率合成器技術(shù)手冊

概述
ADF5612 結(jié)合外部環(huán)路濾波器和外部基準(zhǔn)電壓源使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)小數(shù) N 分頻或整數(shù) N 分頻鎖相環(huán) (PLL) 頻率合成器。寬帶微波壓控振蕩器 (VCO) 設(shè)計(jì)允許在單個(gè) RF 輸出上實(shí)現(xiàn) 7300MHz 至 8500MHz 的頻率操作。一系列具有差分頻率輸出的分頻器允許在 57MHz 至 8500MHz 范圍內(nèi)運(yùn)行。PLL 電路的模擬和數(shù)字電源范圍為 3.15V 至 3.45V，VCO 電源范圍在 4.75V 至 5.25V 之間。

ADF5612 具有集成 VCO，基頻為 3650MHz 至 7300MHz。這些頻率在內(nèi)部加倍并路由至 RFOUT 引腳。額外的差分輸出允許將加倍的 VCO 頻率除以 1、2、4、8、16、32、64 或 128，從而允許用戶生成低至 57MHz 的 RF 輸出頻率。簡單的 3 線或 4 線串行端口接口 (SPI) 可控制所有片上寄存器。為了節(jié)省電力，當(dāng)不需要時(shí)可以通過 SPI 禁用此分頻器模塊。同樣，單端輸出和差分輸出的輸出功率都是可編程的。

集成的相位檢測器和 Δ-Σ 調(diào)制器能夠在高達(dá) 100MHz 的頻率下工作，允許寬環(huán)路帶寬和快速頻率調(diào)諧，典型雜散電平為 -105dBc。

在 7.3GHz RFOUT 時(shí)，VCO 開環(huán)相位噪聲在 100kHz 偏移處為 ?115dBc/Hz。ADF5612 可最大限度地減少阻塞效應(yīng)，并提高接收器靈敏度和發(fā)射器頻譜純度。低相位本底噪聲可在變送器應(yīng)用中消除對調(diào)制器和混頻器本底噪聲的任何影響。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADF5612集成VCO的微波寬帶頻率合成器技術(shù)手冊.pdf

應(yīng)用

• 軍事和防務(wù)
• 測試設(shè)備
• 時(shí)鐘產(chǎn)生
• 無線基礎(chǔ)設(shè)施
• 衛(wèi)星和甚小孔徑終端 (VSAT)
• 微波無線電

特性

• RFOUT 輸出頻率范圍：7300MHz 至 8500MHz
• PDIV_OUT 和 NDIV_OUT 頻率范圍：57MHz 至 8500MHz
• 小數(shù) N 頻率合成器和整數(shù) N 頻率合成器模式
• 典型 PFD 雜散功率：
• 1kHz 至 100MHz 集成帶寬下的 RMS 抖動(dòng)：<40 飛秒
• 歸一化帶內(nèi)相位本底噪聲 FOM
  • 整數(shù)模式：?232dBc/Hz
  • 分?jǐn)?shù)模式：?229dBc/Hz
• 在 ?40°C 至 +105°C 范圍內(nèi)維持鎖頻（鎖定后即可離開）
• 低開環(huán) VCO 相位噪聲
  • 100kHz 偏移時(shí)典型值為 ?115dBc/Hz（RFOUT 為 7.3GHz）
• RFOUT 功率（典型值）：6dBm
• 可編程的 1、2、4、8、16、32、64 或 128 分頻輸出
• 可編程輸出功率水平
• 典型功耗：1 瓦
• 48 端子、7 mm × 7 mm LGA 封裝：49 mm^2^

框圖

SPI時(shí)序圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

反饋分頻器（N）

反饋分頻器在鎖相環(huán)（PLL）反饋路徑中提供分頻比。該分頻比由一個(gè)20位的N_INT（寄存器0x010至寄存器0x012）、一個(gè)25位的FRACWORD1（寄存器0x012至寄存器0x015）、一個(gè)24位的FRACWORD2（寄存器0x017至寄存器0x019）和一個(gè)24位的MOD2WORD（寄存器0x01A至寄存器0x01C）組成，其中bit字段[5:0] 。該分頻器與固定模數(shù)MOD1WORD（22?）共同構(gòu)成。

參考輸入

鎖相環(huán)的參考信號通過XREF輸入，它作為單端輸入工作。這個(gè)高阻抗輸入是自偏置的，需要交流耦合（參考圖43，獲取參考輸入級的簡化原理圖）。通過配置PD_RDIV位（寄存器0x027，bit 6）為0，可以啟用該參考輸入。在此配置中，SW1和SW2閉合，SW3打開。

輸入信號的轉(zhuǎn)換速率對性能有顯著影響。該器件在信號峰峰值低至0.4V時(shí)仍可工作。然而，為了實(shí)現(xiàn)ADF5612的最佳帶內(nèi)相位噪聲性能，需應(yīng)用連續(xù)正弦波信號或具有至少500V/μs轉(zhuǎn)換速率的方波信號。實(shí)現(xiàn)這種正弦波轉(zhuǎn)換速率，在低頻時(shí)需要高幅度信號，在10MHz時(shí)可能需要方波信號。建議使用具有高轉(zhuǎn)換速率的高性能方波信號作為參考輸入信號，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。有關(guān)參考輸入信號要求和接口的信息，請參見圖44。

參考分頻器

參考路徑R分頻器R_DIV（分別為寄存器0x01F，bit[7:0] ）基于一個(gè)14位計(jì)數(shù)器。該分頻器用于降低在鑒頻鑒相器（PFD）處看到的頻率，其分頻比（R）可以設(shè)置為1到16,383之間的任意整數(shù)。使用R_DIV位可直接設(shè)置R分頻比。

鑒頻鑒相器（PFD）

PFD與電荷泵配合，產(chǎn)生與反饋分頻器或參考倍頻器輸出之間的相位差成比例的源電流和灌電流脈沖。因此，需要源電流和灌電流脈沖來鎖定環(huán)路。PFD的一個(gè)輸入包含一個(gè)固定延遲元件，用于設(shè)置反沖脈沖的寬度。該延遲元件可確保PFD傳輸函數(shù)中不存在死區(qū)，從而在該器件上提供一致的參考雜散電平。由于壓控振蕩器（VCO）的正調(diào)諧特性，將鑒相器極性設(shè)置為正。有關(guān)PFD的簡化原理圖，請參見圖45。

掉電模式 ：（圖中右上角相關(guān)電路未詳細(xì)展開說明其原理，僅呈現(xiàn)電路示意 ）