以下方案ARROW均有代理,被大范围的应用于多载波全球移动通信系统 (MC-GSM)、5G和毫米波无线基础设施 、 微波回程连线 、测试和测量设备、高速数据转换器计时、卫星通信等领域的频率合成、时钟产生和相位管理。同时ARROW可提供配套的底噪声、高可靠性电源方案, 以及配套的高Q值感阻容器件,主要品牌有TI、ADI、NXP、ON、ST等。
路的核心部件。在频率合成器中所采用的鉴相器主要有正弦波相位检波器与脉冲取样保持相位比较器两种。
1) 正弦波相位检波器这种鉴相器其实就是一个平衡混频器,它的原理图如下:
但是,它是一种要求平衡度比较高的检波电路,平衡对称性很重要。它容易形成纹波输出,这对数字
路输出混有杂散信号,所以数字式频率合成器常采用下面的脉冲抽样保持鉴相器。
首先,将参考标准频率ƒr和VCO的频率ƒv的电压都形成脉冲。频率为ƒr的脉冲用来控制一个开关电路,使电容Ccb产生周期性的充、放电,形成如下图 (a) 的锯齿形波电压:
由于ƒv=ƒr,显然,抽样脉冲周期Tv与锯齿波电压的周期Tr是相等的。抽样脉冲的作用是控制抽样开关,使它在脉冲存在时接通,因而记忆电容Cd上所获得的电压即等于这一瞬间的锯齿波电压Vd。当抽样脉冲为零时,抽样开关断路,Cd上既保持原充电电压Vd,如图(c)所示。如果VCO频率略有变化(亦即失步时),即相当于抽样脉冲在中心位置略有摆动,这就引起误差电压值Vd的变化,从而控制VCO的频率,使之恢复到准确的数值(即恢复同步)。Vd最大的变动范围可从Vmin到Vmax,相当于抽样脉冲位置变动360°。实际上,锯齿波电压不是如图 (a) 的理想情况(Ccb的放电时间等于零),而是有一定的放电时间的,因而锁相范围小于360°。
路提供理想恒定的电流源,保持良好的线性关系,使得频率范围易于控制。图中电容Cp的作用主要是降低杂讯干扰。增加R2主要是保证电荷泵的稳定性。
图中C4这一阶的作用是逐步降低电荷泵的相位噪声。Cp是保证瞬时特性,使得环路更好得跟踪输入频率的变化。
对VCO的要求:具有高的频谱精度;电压频率具有线性传输特性;频率稳定;低功耗。
LBW是锁相环的的开环带宽,通常来说,它是进入鉴相器参考频率的十分之一。由上图可知,13MHz除频后为200KHz,计算得出LBW为20KHz,锁相时间小于577µs。
ΦNr是参考信号的噪声,φNθ是鉴相器带来的噪声,φNv是VCO带来的噪声
ADF4372 结合外部环路滤波器和外部基准频率使用时,可实现小数 N 分频或整数 N 分频锁相环 (PLL) 频率合成器。宽带微波压控振荡器 (VCO) 设计允许产生 62.5 MHz 至 16 GHz 的频率。ADF4372 具有一个集成 VCO,其基本输出频率范围为 4000 MHz 至 8000 MHz。
此外,VCO 频率连接至 1、2、4、8、16、32 或 64 分频电路,因此用户都能够在 RF8x 上生成低至 62.5 MHz 的射频 (RF) 输出频率。RF16x 上的倍频器可生成 8 GHz 至 16 GHz 的频率。RFAUX8x 复制 RF8x 的频率范围,或允许直接访问 VCO 输出。为了抑制不需要的倍频产物,在倍频器和 RF16x 的输出级之间使用了一个谐波滤波器。
片内寄存器均通过三线式接口来控制。ADF4372 由 3.15 V 至 3.45 V 的模拟和数字电源供电,对于 VCO 电源为 5 V。ADF4372 还包含硬件和软件关断模式。
● 锁定时间大约为 3 ms 并进行自动校准,锁定时间 模拟和数字电源:3.3 V(典型值),VCO 电源电压:3.3 V 和 5 V
LMX2820 是一款高性能宽带合成器,可生成 45MHz 至 22.6GHz 范围内的任何频率。高性能 PLL 具有-236dBc/Hz 的品质因数和较高的相位检测器频率,可实现极低的带内噪声和集成抖动。高速 N 分频器没有预分频器,从而显著减少了杂散的振幅和数量。还有一个可编程输入乘法器,用于减轻整数边界杂散。
LMX2820 允许用户同步多个器件的输出,还支持在输入和输出之间需要确定性延迟的应用。快速校准算法大幅度减少了 VCO 校准时间,支持需要快速跳频的系统。LMX2820 可以生成或重复符合 JESD204B 标准的 SYSREF,使其可当作高速数据转换器的低噪声时钟源使用。
该合成器可搭配外部 VCO 使用,此外,还提供直接 PFD 输入引脚,以支持偏移混合,实现低杂散传输。该器件由单个 3.3V 电源供电,并具有集成的LDO,无需板载低噪声 LDO。
以上方案ARROW均有代理,被大范围的应用于多载波全球移动通信系统 (MC-GSM)、5G和毫米波无线基础设施 、 微波回程连线 、测试和测量设备、高速数据转换器计时、卫星通信等领域的频率合成、时钟产生和相位管理。同时ARROW可提供配套的底噪声、高可靠性电源方案, 以及配套的高Q值感阻容器件,主要品牌有TI、ADI、NXP、ON、ST等。
锁相环技术解析(下)