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滿足你的嚴苛需求,這款PLL性能Max!

發(fā)布時間:2020-04-20 來源:ADI 責任編輯:wenwei

【導讀】隨著人們對通信系統(tǒng)的頻率帶寬、吞吐量和動態(tài)范圍的需求日益提高,同時還要求毫米波5G使用更高的天線頻率,因此對于通信系統(tǒng)或混合信號系統(tǒng)中使用的本地振蕩器(LO)或時鐘的質(zhì)量也分別提出了更高的要求。
 
集成壓控振蕩器(VCO)的鎖相環(huán)(PLL)ADF4371以及類似的 ADF4372, 都充分體現(xiàn)了ADI為滿足這些嚴苛的應(yīng)用需求所付出的努力。
 
滿足你的嚴苛需求,這款PLL性能Max!
圖1. ADF4371框圖。
 
頻率覆蓋范圍
 
為了盡可能擴大頻率覆蓋范圍,ADF4371/ADF4372 的VCO可覆蓋4 GHz至8 GHz的倍頻范圍,此外,通過在輸出端使用分頻器,進行1/2/4/8/16/32/64分頻,能夠在主輸出端RF8實現(xiàn)62.5 Mhz至8000 MHz之間的全頻覆蓋。同時提供完全相同的第二個輸出,支持用戶驅(qū)動轉(zhuǎn)換器時鐘。對于8 GHz輸出頻率,在100 kHz偏置下,VCO的開環(huán)相位噪聲為–109 dBc/Hz。
 
直到最近,生成高頻率還需要使用外部倍頻器,該器件通常采用GaAs工藝制造,通常需要進行額外的濾波和放大,以解決濾波帶來的問題。
 
為了獲得更高頻率,ADF4371/ADF4372集成了一個倍頻器,通過差分引腳RF16提供8 GHz至16 GHz的輸出。ADF4371還配有四倍頻器,在差分輸出端RF32生成16 GHz至32GHz的輸出。為了最大限度降低生成的倍頻器噪聲,ADF4371/ADF4372內(nèi)置跟蹤濾波器,以優(yōu)化實現(xiàn)所需頻率的功率等級,同時抑制倍頻器噪聲。在二倍頻輸出端,VCO饋通噪聲為–45 dBc。在四倍頻輸出端,噪聲被抑制在約為–35 dBc的水平。
 
適合轉(zhuǎn)換器時鐘應(yīng)用的出色PLL性能
 
對PLL電路實施改進意味著ADF4371/ADF4372產(chǎn)品的PLL品質(zhì)因數(shù)可以低至–234 dBc/Hz,在同時具有–127 dBc/Hz的低1/f噪聲(在1 GHz標稱輸出頻率下,10 kHz偏置)時,用戶就可以實現(xiàn)低至40 fsrms抖動量(1 kHz至100 MHz積分范圍)的時鐘,非常適合要求嚴苛的轉(zhuǎn)換器時鐘應(yīng)用。為了盡可能減少環(huán)路中可能出現(xiàn)的電阻噪聲, 建議使用簡單的低通濾波器,并使用小阻值。要實現(xiàn)低噪聲目標,必須使用高頻率(250 MHz,或在使能基準頻率倍頻器時,使用125 MHz)超低噪聲的參考源。對于整數(shù)N分頻應(yīng)用,鑒頻鑒 相器(PFD)的最大工作頻率可達到 250 MHz。倍頻VCO差分輸出RF16可直接連接至一些ADI轉(zhuǎn)換器,無需使用會增加成本和提高性能的外部巴倫電路。6.144 GHz至12.288 GHz的性能不會惡化。
 
滿足你的嚴苛需求,這款PLL性能Max!
圖2. 6.144 GHz時的RMS抖動。
 
通信和儀器儀表LO
 
對于無線和儀器儀表應(yīng)用,ADF4371/ADF4372內(nèi)置的39位分辨率∑-?調(diào)制器,可以實現(xiàn)0Hz頻率誤差的亞毫赫茲級(submillihertz)的分辨率。在這種情況下,ADF4371 PFD能夠以最大160 MHz PFD頻率運行。在這些應(yīng)用中,ADF4371/ADF4372提供< 48 fs的rms抖動。ADF4371還具有行業(yè)領(lǐng)先的PLL雜散性能,PFD雜散低至–100 dBc,未濾波的整數(shù)邊界雜散低至–55 dBc。這種性能水平極大簡化了頻率規(guī)劃工作,可縮短產(chǎn)品上市時間。許多小數(shù)N分頻PLL和VCO器件采用前所未有的小數(shù)N分頻雜散機制,會導致額外的未知特性和頻率規(guī)劃工作,由此增加復雜性和成本。
 
滿足你的嚴苛需求,這款PLL性能Max!
圖3. 12.288 GHz時的RMS抖動。
 
小尺寸
 
ADF4371/ADF4372 PLL/VCO器件采用7 mm × 7 mm、48引腳基板柵格陣列(LGA)封裝。只需極少的額外去耦,因此可以使用小型解決方案實現(xiàn)出色性能。
 
為實現(xiàn)最佳性能,建議使用優(yōu)質(zhì)低壓差(LDO)穩(wěn)壓器,例如 ADM7150 或 LT3045 VCO可以采用3.3 V或5 V電源,剩余部分的電路則由3.3 V電軌供電。ADF4371可以使用ADIsimPLL™進行仿真,以幫助用戶設(shè)計實現(xiàn)整個PLL系統(tǒng)所需的適當外部元件電路。
 
結(jié)論
 
ADF4371具有行業(yè)領(lǐng)先的頻率覆蓋范圍、性能和小尺寸,可以滿足新通信和儀器儀表系統(tǒng)的高要求。
 
ADF4371
 
●  RF 輸出頻率范圍:62.5 MHz 到 32,000 MHz
●  小數(shù) N 分頻頻率合成器和整數(shù) N 分頻頻率合成器
●  高分辨率 39 位小數(shù)模數(shù)
●  典型鑒頻鑒相器 (PFD) 雜散:-90 dBc(典型值)
●  集成均方根值 (RMS) 抖動 < 40 fs (1 kHz – 100 MHz)
●  歸一化相位噪底 (FOM) -234 dBc/Hz
●  工作頻率高達 250 MHz 的鑒頻鑒相器(PFD)
●  參考頻率達 600 MHz
●  低相位噪聲,壓控振蕩器 (VCO)
●  可編程的 1、2、4、8、16、32 或 64 分頻輸出
●  0.06 -8 GHz 輸出(RF8)
●  0.06 -8 GHz 輸出(RFAUX8)
●  8 -16 GHz 輸出(RF16)
●  16 -32 GHz 輸出(RF32)
●  鎖定時間 ~3ms,帶自動校準功能
●  鎖定時間<20us,帶校準旁路功能
●  模擬和數(shù)字電源:3.3 V
●  VCO 電源電壓:3.3 V 和 +5 V。
●  可編程輸出功率水平
●  RF 輸出靜音功能
●  7mm × 7mm 48 引腳 LGA 封裝
 
 
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