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ADF4351中文数据手册
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更新于2023-05-18
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ADF4351结合外部环路滤波器和外部参考频率使用时,可实现小数 N分频或整数 N分频锁相环 (PLL)频率合成器。
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Rev. 0
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Tel: 781.329.4700
www.analog.com
Fax: 781.461.3113 ?2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
功能框图
MUXOUT
CP
OUT
LD
SW
V
COM
TEMP
REF
IN
CLK
DATA
LE
AV
DD
SDV
DD
DV
DD
V
P
AGND
CE
DGND CP
GND
SD
GND
A
GNDVCO
R
SET
V
VCO
V
TUNE
V
REF
RF
OUT
A+
RF
OUT
A–
RF
OUT
B+
RF
OUT
B–
PHASE
COMPARATOR
FAST LOCK
SWITCH
CHARGE
PUMP
OUTPUT
STAGE
OUTPUT
STAGE
PDB
RF
MULTIPLEXER
M
U
L
T
I
P
L
E
X
E
R
10-BIT R
COUNTER
÷2
DIVIDER
×2
DOUBLER
FUNCTION
LATCH
DATA REGISTER
INTEGER
VALUE
N COUNTER
FRACTION
VALUE
THIRD-ORDER
FRACTIONAL
INTERPOLATOR
MODULUS
VALUE
MULTIPLEXER
LOCK
DETECT
÷1/2/4/8/16/
32/64
ADF4351
VCO
CORE
0
9
8
0
0
-
0
0
1
图1.
集成VCO的宽带
频率合成器
ADF4351
特性
输出频率范围: 35 MHz 至4,400 MHz
小数 N分频频率合成器和整数 N分频频率合成器
具有低相位噪声的 VCO
可编程的 1/2/4/8/16/32/64 分频输出
典型抖动: 0.3 ps rms
EVM( 典型值, 2.1 GHz) : 0.4%
电源: 3.0 V至3.6 V
逻辑兼容性: 1.8 V
可编程双模预分频器: 4/5 或8/9
可编程的输出功率
RF输出静音功能
三线式串行接口
模拟和数字锁定检测
在宽带宽内快速锁定模式
周跳减少
应用
无 线 基 础 设 施 (W-CDMA 、 TD-SCDMA 、 WiMAX 、 GSM、
PCS、DCS、DECT)
测试设备
无线局域网 (LAN) 、有线电视设备
时钟产生
概述
ADF4351结合外部环路滤波器和外部参考频率使用时,可
实现小数 N分频或整数 N分频锁相环 (PLL)频率合成器。
ADF4351具有一个集成电压控制振荡器 (VCO) ,其基波输
出频率范围为 2200 MHz 至 4400 MHz 。此外,利用 1/2/4/8/
16/32/64分频电路,用户可以产生低至 35 MHz 的RF输出频
率。对于要求隔离的应用, RF输出级可以实现静音。静音
功能既可以通过引脚控制,也可以通过软件控制。同时提
供辅助 RF输出,且不用时可以关断。
所有片内寄存器均通过简单的三线式接口进行控制。该器
件采用 3.0 V至3.6 V电源供电,不用时可以关断。
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。
Rev. 0 | Page 2 of 28
目录
ADF4351
特性 .....................................................................................................1
应用 .....................................................................................................1
概述 .....................................................................................................1
功能框图 ............................................................................................1
修订历史 ............................................................................................2
技术规格 ............................................................................................3
时序特性 ........................................................................................5
绝对最大额定值 ...............................................................................6
晶体管数量 ...................................................................................6
热阻 ................................................................................................6
ESD 警告 .........................................................................................6
引脚配置和功能描述 ......................................................................7
典型工作特性 ...................................................................................9
电路描述 ..........................................................................................11
参考输入部分 .............................................................................11
RF N分频器 .................................................................................11
鉴频鉴相器 (PFD)和电荷泵 .....................................................11
MUXOUT 和锁定检测 ..............................................................12
输入移位寄存器 ........................................................................12
编程模式 ......................................................................................12
VCO..............................................................................................12
输出级 ..........................................................................................13
寄存器映射 ......................................................................................14
寄存器 0........................................................................................18
寄存器 1........................................................................................18
寄存器 2........................................................................................18
寄存器 3........................................................................................19
寄存器 4........................................................................................20
寄存器 5........................................................................................20
寄存器初始化序列 ....................................................................20
RF 频率合成器:一个成功范例 .............................................21
参考倍频器和参考分频器 .......................................................21
12 位可编程模数 .........................................................................21
减少周跳以缩短锁定时间 .......................................................22
杂散优化和快速锁定 ................................................................22
快速锁定定时器和寄存器序列 ..............................................22
快速锁定范例 ............................................................................ 22
快速锁定环路滤波器拓扑 .......................................................23
杂散机制 ......................................................................................23
杂散一致性和小数杂散优化 ..................................................24
相位再同步 .................................................................................24
应用信息 ..........................................................................................25
直接变频调制器 ........................................................................25
与ADuC70xx 和ADSP-BF527接口 ..........................................26
芯片级封装的 PCB设计指南 ...................................................26
输出匹配 ......................................................................................27
外形尺寸 ..........................................................................................28
订购指南 ......................................................................................28
修订历史
2012 年5月—修订版 0:初始版
Rev. 0 | Page 3 of 28
技术规格
除非另有说明, AV
DD
= DV
DD
= V
VCO
= SDV
DD
= V
P
= 3.3 V ± 10%;AGND = DGND = 0 V ;T
A
= T
MIN
至T
MAX
。工作温度范围
为-40°C至+85°C。
表1.
参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释
REF
IN
特性
输入频率 10 250 MHz 如果f < 10 MHz,确保压摆率大于 21 V/ μs
输入灵敏度 0.7 AV
DD V p-p 偏置AV
DD
/2;交流耦合确保 AV
DD
/2偏置
输入电容 10 pF
输入电流 ±60 μA
鉴频鉴相器 (PFD)
鉴相器频率 32 MHz 小数 N分频
45 MHz 整数 N分频 (频段选择使能 )
90 MHz 整数 N分频 (频段选择禁用 )
电荷泵
I
CP
吸/ 源电流
1
RSET = 5.1 k?
高值 5 mA
低值 0.312 mA
R
SET
范围 3.9 10 k?
吸电流与源电流匹配 2 % 0.5 V ≤ V
CP ≤ 2.5 V
I
CP
与V
CP
1.5 % 0.5 V ≤ V
CP
≤ 2.5 V
I
CP
与温度 2 % V
CP
= 2.0 V
逻辑输入
输入高电压 V
INH
1.5 V
输入低电压 V
INL
0.6 V
输入电流 I
INH
/I
INL
± 1 μ A
输入电容 C
IN
3.0 pF
逻辑输出
输出高电压 V
OH
DVDD - 0.4 V 选择 CMOS输出
输出高电流 I
OH
500 μ A
输出低电压 V
OL
0.4 V IOL = 500 μ A
电源
AV
DD
3.0 3.6 V
DVDD, VVCO, SDVDD, VP AVDD 这些电压必须等于 AV
DD
DI
DD
+ AI
DD
2
21 27 mA
输出分频器 6 to 36 mA 每个二分频输出消耗 6 mA
IVCO
2
70 80 mA
I
RFOUT
2
21 26 mA RF输出级可编程
低功耗休眠模式 7 10 μA
RF输出特性
VCO输出频率 2200 4400 MHz 基波 VCO模式
使用分频器时最小 VCO
输出频率
34.375 MHz 2200 MHz基波输出,选择 64
分频
VCO灵敏度 K
V
40 MHz/V
推频(开环) 1 MHz/V
拉频(开环) 90 kHz 驱动 2.00 VSWR负载
谐波成分 (二次 ) -19 dBc 基波VCO输出
-20 dBc 分频 VCO输出
谐波成分 (三次 ) -13 dBc 基波VCO输出
-10 dBc 分频 VCO输出
ADF4351
Rev. 0 | Page 4 of 28
参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释
最小 RF输出功率
3
-4 dBm 可以 3 dB步进编程
最大 RF输出功率
3
5 dBm
输出功率波动 ±1 dB
最小 VCO调谐电压 0.5 V
最大 VCO调谐电压 2.5 V
噪声特性
VCO相位噪声性能 VCO噪声在开环条件下测量
-89 dBc/Hz 10 kHz偏移、 2.2 GHz载波
-114 dBc/Hz 100 kHz偏移、 2.2 GHz载波
-134 dBc/Hz 1 MHz偏移、 2.2 GHz载波
-148 dBc/Hz 5 MHz偏移、 2.2 GHz载波
-86 dBc/Hz 10 kHz偏移、 3.3 GHz载波
-111 dBc/Hz 100 kHz偏移、 3.3 GHz载波
-134 dBc/Hz 1 MHz偏移、 3.3 GHz载波
-145 dBc/Hz 5 MHz偏移、 3.3 GHz载波
-83 dBc/Hz 10 kHz偏移、 4.4 GHz载波
-110 dBc/Hz 100 kHz偏移、 4.4 GHz载波
-131 dBc/Hz 1 MHz偏移、 4.4 GHz载波
-145 dBc/Hz 5 MHz偏移、 4.4 GHz载波
归一化相位噪底
(PN
SYNTH
)
4
DPLL环路带宽 = 500 kHz
-220 dBc/Hz ABP = 6 ns
-221 dBc/Hz ABP = 3 ns
归一化 1/f 噪声 (PN
1_f
)
5
10 kHz偏移;归一化为 1 GHz
-116 dBc/Hz ABP = 6 ns
-118 dBc/Hz ABP = 3 ns
带内相位噪声 -100 dBc/Hz 3 kHz偏移、 2111.28 MHz载波
积分 RMS抖动
6
0.27 ps
PFD频率引起的杂散
信号
-80 dBc
使能 RF静音时的信号电平 -40 dBm
ADF4351
1
内部改变 I
CP
以使环路增益在整个频率范围内保持稳定。
2
T
A
= 25 °C;AV
DD
= DV
DD
= V
VCO
= 3.3 V;预分频 = 8/9; f
REFIN
= 100 MHz;f
PFD
= 25 MHz; f
RF
= 4.4 GHz。
3
使用 50 Ω电阻接 V
VCO
,驱动 50 Ω负载。测量功率时辅助 RF输出禁用。辅助输出的功耗与主输出相同。
4
频率合成器相位噪底的估算方法如下:测量 VCO输出端的带内相位噪声,然后减去 20 log N ( 其中N为N分频器的值 ) 和10 log F
PFD
。计算 VCO输出端的带内相位噪
声性能时,请使用以下公式: PN
SYNTH
= PN
TOT
- 10 log(f
PFD
) - 20 log N 。
5
PLL相位噪声由闪烁 (1/f)噪声加归一化 PLL噪底组成。 RF频率为 f
RF
,频率偏移为 f时,计算 1/f 噪声贡献的公式如下: PN = PN
1_f
+ 10 log(10 kHz/f) + 20 log(f
RF
/1
GHz)。归一化相位噪底和闪烁噪声均在 ADIsimPLL中进行了模拟。
6
f
REFIN
= 122.88 MHz ; f
PFD
= 30.72 MHz ; VCO频率 = 4222.56 MHz ;RF
OUT
= 2111.28 MHz ;N = 137 ;环路带宽 = 60 kHz ;I
CP
= 2.5 mA ;低噪声模式。噪声是利用
EVAL-ADF4351EB1Z和Rohde & Schwarz FSUP信号源分析仪测得。
Rev. 0 | Page 5 of 28
时序特性
除非另有说明, AV
DD
= DV
DD
= V
VCO
= SDV
DD
= V
P
= 3.3 V ± 10%;AGND = DGND = 0 V ;使用 1.8 V和3 V逻辑电平;
T
A
= T
MIN
至T
MAX
。
表2.
参数 限值 单位 描述
t
1
20 ns( 最小值) LE建立时间
t2 10 ns( 最小值) DATA到CLK建立时间
t3 10 ns( 最小值) DATA到CLK保持时间
t
4
25 ns( 最小值) CLK高电平持续时间
t5 25 ns( 最小值) CLK低电平持续时间
t6 10 ns( 最小值) CLK到LE建立时间
t
7
20 ns( 最小值) LE脉冲宽度
时序图
CLK
DATA
LE
LE
DB31 (MSB) DB30
DB1
(CONTROL BIT C2)
DB2
(CONTROL BIT C3)
DB0 (LSB)
(CONTROL BIT C1)
t
1
t
2
t
3
t
7
t
6
t
4
t
5
0
9
8
0
0
-
0
0
2
图2. 时序图
ADF4351
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