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AD9520芯片中文数据手册
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更新于2023-03-16
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AD9520芯片中文数据手册,文中详细介绍AD9520的使用,中文介绍哦!
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AD9520-0
Rev. 0
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Tel: 781.329.4700 www.analog.com
Fax: 781.461.3113 ©2008 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
功能框图
OPTIONAL
REF1
REF2
CLK
LF
SWITCHOVER
AND MONITOR
PLL
DIVIDER
AND MUXES
ZERO
DELAY
CP
VCO
STATUS
MONITOR
SPI/I
2
C CONTROL
PORT AND
DIGITAL LOGIC
EEPROM
AD9520
OUT0
OUT1
OUT2
DIV/
Φ
OUT3
OUT4
OUT5
DIV/
Φ
OUT6
OUT7
OUT8
DIV/
Φ
OUT9
OUT10
OUT11
DIV/
Φ
LVPECL/
CMOS
REFIN
REFIN
07213-001
1
AD9520在本数据手册中泛指AD9520系列的所有器件。但是,使用AD9520-0时,它仅指AD9520系列的该特定器件。
12路LVPECL/24路CMOS输出时钟
发生器,集成2.8 GHz VCO
概述
AD9520-01提供多路输出时钟分配功能,具有亚皮秒级抖动
性能,并且片内集成锁相环(PLL)和电压控制振荡器(VCO)。
片内VCO的调谐频率范围为2.53 GHz至2.95 GHz。也可以使
用最高2.4 GHz的外部3.3 V/5 V VCO/VCXO。
图1
AD9520串行接口支持SPI和I2C®端口。封装内EEPROM可
以通过串行接口进行编程,存储用于上电和芯片复位的用
户定义寄存器设置。
AD9520具有12路LVPECL输出,分为四组。任何一路1.6
GHz LVPECL输出都可以重新配置为两路250 MHz CMOS输
出。
每组输出具有一个分频器,其分频比(从1至32)和相位(粗
调延迟)均可以设置。
AD9520提供64引脚LFCSP封装,可以采用3.3 V单电源供电。
外部VCO的工作电压最高可达5.5 V。独立的输出驱动器电
源可以为2.375 V至3.465 V。
AD9520的额定工作温度范围为−40°C至+85°C标准工业温
度范围。
ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文,敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误,ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性,请参考ADI提供
的最新英文版数据手册。
特性
低相位噪声锁相环(PLL)
片内VCO调谐范围:2.53 GHz至2.95 GHz
支持最高2.4 GHz的外部3.3 V/5 V VCO/VCXO
1路差分或2路单端参考输入
支持最高250 MHz的CMOS、LVDS或LVPECL参考
参考输入接受16.67 MHz至33.3 MHz晶振
可选参考时钟倍频器
参考监控功能
自动和手动参考切换/保持模式,支持可选的恢复式/非恢
复式切换
参考间无毛刺切换
从保持模式自动恢复
可选数字或模拟锁定检测
可选零延迟工作
12路1.6 GHz LVPECL输出分为4组
每组3路输出,具有一个带相位延迟的1至32分频器
加性输出抖动低至225 fs rms
分组输出的通道间偏斜:<16 ps
可以将每路LVPECL输出配置为2路CMOS输出(fOUT ≤ 250
MHz)
上电时所有输出自动同步
可以根据需要手动同步多路输出
SPI和I²C兼容型串行控制端口
64引脚LFCSP封装
非易失性EEPROM存储配置设置
应用
低抖动、低相位噪声时钟分配
SONET、10Ge、10G FC和其它10 Gbps协议的时钟产生和转换
前向纠错(G.710)
为高速ADC、DAC、DDS、DDC、DUC、MxFE提供时钟
高性能无线收发器
自动测试设备(ATE)和高性能仪器仪表
宽带基础设施
AD9520-0
Rev 0 | Page 2 of 84
目录
特性....................................................................................................1
应用....................................................................................................1
概述....................................................................................................1
功能框图...........................................................................................1
修订历史...........................................................................................3
技术规格...........................................................................................4
电源要求......................................................................................4
PLL特性 .......................................................................................4
时钟输入......................................................................................7
时钟输出......................................................................................7
时序特性......................................................................................8
时序图.....................................................................................9
时钟输出加性相位噪声(仅分配;
未使用VCO分频器) ............................................................... 10
时钟输出绝对相位噪声(使用内部VCO)........................... 11
时钟输出绝对时间抖动(使用内部VCO
的时钟产生).............................................................................11
时钟输出绝对时间抖动(使用内部
VCO的时钟净化).................................................................... 11
时钟输出绝对时间抖动(使用外部
VCXO的时钟产生).................................................................12
时钟输出加性时间抖动(未使用
VCO分频器) ............................................................................12
时钟输出加性时间抖动(使用VCO分频器) ......................13
串行控制端口—SPI模式 .......................................................13
串行控制端口—I
2
C模式 .......................................................14
PD, SYNC和RESET引脚........................................................15
串行端口设置引脚:SP1、SP0 ........................................... 15
LD、STATUS和REFMON引脚 ...........................................15
功耗 ...........................................................................................16
绝对最大额定值...........................................................................17
热阻 ...........................................................................................17
ESD警告....................................................................................17
引脚配置和功能描述 ..................................................................18
典型工作特性 ...............................................................................21
术语................................................................................................. 26
详细框图........................................................................................ 27
工作原理........................................................................................ 28
工作配置.........................................................................................28
模式0:内部VCO和时钟分配..............................................28
模式1:时钟分配或外部VCO <1600 MHz ........................30
模式2:高频时钟分配—CLK或外部
VCO > 1600 MHz .....................................................................32
锁相环(PLL) .............................................................................34
PLL配置 .....................................................................................34
鉴频鉴相器(PFD) ...................................................................34
电荷泵(CP) ...............................................................................35
片内VCO ...................................................................................35
PLL外部环路滤波器 ...............................................................35
PLL参考输入.............................................................................35
参考切换....................................................................................36
参考分频器R.............................................................................36
VCO/VCXO反馈分频器N:P、A、B、R.........................36
数字锁定检测(DLD) ..............................................................38
模拟锁定检测(ALD) ..............................................................38
电流源数字锁定检测(CSDLD) ............................................38
外部VCXO/VCO时钟输入(CLK/CLK) ..............................39
保持 ............................................................................................39
外部/手动保持模式.................................................................39
自动/内部保持模式.................................................................39
频率状态监控器.......................................................................41
VCO校准 ...................................................................................42
零延迟操作.....................................................................................43
内部零延迟模式.......................................................................43
外部零延迟模式.......................................................................43
时钟分配.........................................................................................44
工作模式....................................................................................44
CLK或VCO直接至LVPECL输出..........................................44
时钟分频....................................................................................45
VCO分频器...............................................................................45
通道分频器 ...............................................................................45
同步输出—SYNC功能............................................................47
LVPECL输出驱动器................................................................49
CMOS输出驱动器 ...................................................................49
AD9520-0
Rev. 0 | Page 3 of 84
修订历史
2008年9月—修订版0:初始版
复位模式....................................................................................... 49
上电复位.................................................................................. 49
通过RESET引脚进行硬件复位........................................... 49
通过串行端口进行软复位................................................... 50
通过串行端口软复位到EEPROM中
的设置(EEPROM引脚= 0时)............................................... 50
关断模式....................................................................................... 50
通过PD关断芯片 ................................................................... 50
PLL关断 ................................................................................... 50
分配关断.................................................................................. 50
各时钟输出独立关断............................................................50
各时钟通道独立关断............................................................50
串行控制端口 .............................................................................. 51
SPI/I
2
C端口选择 ....................................................................... 51
I
2
C串行端口操作...................................................................... 51
I
2
C总线特性 ............................................................................ 51
数据传输过程......................................................................... 52
数据传输格式......................................................................... 53
I
2
C串行端口时序 ................................................................... 53
SPI串行端口操作...................................................................... 54
引脚描述.................................................................................. 54
SPI工作模式............................................................................ 54
通信周期—指令加数据........................................................ 54
写操作 ...................................................................................... 54
读操作 ...................................................................................... 54
SPI指令字(16位) .................................................................. 55
SPI MSB/LSB优先传输........................................................ 55
EEPROM操作 ............................................................................ 58
写入EEPROM ....................................................................... 58
读取EEPROM ....................................................................... 58
EEPROM缓冲段编程.......................................................... 59
寄存器段定义组................................................................... 59
IO_UPDATE(操作代码0x80) ............................................ 59
End-of-Data(操作代码0xFF).............................................. 59
Pseudo-End-of-Data(操作代码0xFE) ............................... 59
热性能 ......................................................................................... 61
寄存器映射................................................................................. 62
寄存器映射描述........................................................................ 67
应用信息..................................................................................... 82
使用AD9520进行频率规划 ............................................... 82
在ADC时钟应用中使用AD9520输出.............................. 82
LVPECL时钟分配 ................................................................ 82
CMOS时钟分配.................................................................... 83
外形尺寸..................................................................................... 84
订购指南................................................................................ 84
AD9520-0
Rev. 0 | Page 4 of 84
技术规格
电源要求
表1
最小值 典型值 最大值 单位
单位
测试条件/注释
测试条件/注释
VS 3.135 3.3 3.465 V 3.3 V ± 5%
VS_DRV 2.375 VS V 标称值为2.5 V至3.3 V ± 5%
VCP VS 5.25 V 标称值为3.3 V至5.0 V ± 5%
RSET引脚电阻 4.12 kΩ 设置内部偏置电流;接地
CPRSET引脚电阻 5.1 kΩ
设置内部电荷泵电流范围,标称值4.8 mA (CP_lsb = 600 μA);实际
电流计算如下:CP_lsb = 3.06/CPRSET;接地
BYPASS引脚电容 220 nF 内部LDO调节器的旁路电容;LDO稳定工作所必需的;接地
PLL特性
表2
2530 2950 MHz 见图13
52 MHz/V 见图8
VCP −
0.5
V 使用内部VCO时,VCP ≤ VS
1 MHz/V
−51 dBc/Hz f = 2550 MHz
−108 dBc/Hz f = 2550 MHz
−127 dBc/Hz f = 2550 MHz
参考输入
差模(REFIN、REFIN)
差分模式(让未驱动的输入交流接地,可以
支持单端输入)
输入频率 0 250 MHz
低于约1 MHz的频率应直流耦合;注意匹配
V
CM
(自偏置电压)
输入灵敏度 280 mV p-p
REFIN自偏置电压 1.34 1.60 1.75 V REFIN的自偏置电压
1
REFIN自偏置电压
1.30 1.50 1.60 V
REFIN的自偏置电压
1
REFIN输入电阻 4.0 4.8 5.9 kΩ 自偏置
1
REFIN输入电阻
4.4 5.3 6.4 kΩ 自偏置
1
双路单端模式(REF1、REF2) 两路单端CMOS兼容型输入
输入频率(交流耦合,直流偏移关闭)
10 250 MHz 压摆率必须大于50 V/μs
输入频率(交流耦合,直流偏移开启)
250 MHz
压摆率必须大于50 V/μs,并且必须满足输
入幅度灵敏度要求;见输入灵敏度
输入频率(直流耦合) 0 250 MHz 压摆率大于50 V/μs;CMOS电平
输入灵敏度(交流耦合,直流偏移关闭)
0.55 3.28 V p-p V
IH
不应超过V
S
输入灵敏度(交流耦合,直流偏移开启)
1.5 2.78 V p-p V
IH
不应超过V
S
输入逻辑高电平,直流偏移关闭 2.0 V
输入逻辑低电平,直流偏移关闭 0.8 V
输入电流 −100 +100 µA
输入电容 2 pF
除非另有说明,典型值的测量条件为:VS = VS_DRV = 3.3 V ± 5%;VS ≤ VCP ≤ 5.25 V;TA = 25°C;RSET = 4.12 kΩ;
CPRSET = 5.1 kΩ。最小值和最大值的测量条件为整个VS和TA(−40°C至+85°C)范围内。
最小值 典型值 最大值参数
VCO(片内)
频率范围
VCO增益(K
VCO
)
调谐电压(V
T
)
推频(开环)
1 kHz偏移时的相位噪声
100 kHz偏移时的相位噪声
1 MHz偏移时的相位噪声
各引脚,REFIN (REF1)/REFIN (REF2)
AD9520-0
Rev. 0 | Page 5 of 84
晶体振荡器
晶振频率范围 16.67 33.33 MHz
最大晶体动态电阻 30 Ω
鉴频鉴相器(PFD)
PFD输入频率 100 MHz 防反冲脉冲宽度 = 1.3 ns、2.9 ns
45 MHz 防反冲脉冲宽度 = 6.0 ns
参考输入时钟倍频器频率 0.004 50 MHz 防反冲脉冲宽度 = 1.3 ns、2.9 ns
防反冲脉冲宽度 1.3 ns 0x017[1:0] = 01b
2.9 ns 0x017[1:0] = 00b; 0x017[1:0] = 11b
6.0 ns 0x017[1:0] = 10b
电荷泵(CP)
I
CP
吸/源电流 可编程
高值 4.8 mA
CPRSET = 5.1 kΩ时;更改CPRSET可以获得更高的I
CP
低值 0.60 mA
绝对精度 2.5 % 电荷泵电压设置为V
CP
/2
0.5 V < V
CP
< VCP − 0.5 V
V
CP
= VCP/2 V
CPRSET范围 2.7 10 kΩ
I
CP
高阻抗模式漏电流 1 nA
吸电流与源电流匹配 1 %
0.5 V < VCP< VCP − 0.5 V;VCP为CP(电荷泵)引脚
上的电压;VCP为VCP电源引脚上的电压
1.5 %
I
CP
与温度 2 %
预分频器(N分频器的一部分)
预分频器输入频率
P = 1 FD 300 MHz
P = 2 FD 600 MHz
P = 3 FD 900 MHz
P = 2 DM (2/3) 600 MHz
P = 4 DM (4/5) 1000 MHz
P = 8 DM (8/9) 2400 MHz
P = 16 DM (16/17) 3000 MHz
P = 32 DM (32/33) 3000 MHz
预分频器输出频率 300 MHz
PLL N分频器延迟
000 O
001 410 ps
010 530 ps
011 650 ps
100 770 ps
101 890 ps
110 1010 ps
111 1130 ps
PLL R分频器延迟
000 O
001 370 ps
010 490 ps
011 610 ps
100 730 ps
101 850 ps
110 970 ps
111 1090 ps
最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释
参数
I
CP
与V
CP
寄存器0x019[5:3];见表53
寄存器0x019[2:0];见表53
CPRSET = 5.1 kΩ时;更改CPRSET可以获得更低的I
CP
A、B计数器输入频率(预分频器输入频率除以P)
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