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      滿足你的嚴苛需求,這款PLL性能Max!

      發布時間:2020-04-20 來源:ADI 責任編輯:wenwei

      【導讀】隨著人們對通信系統的頻率帶寬、吞吐量和動態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,因此對于通信系統或混合信號系統中使用的本地振蕩器(LO)或時鐘的質量也分別提出了更高的要求。
       
      集成壓控振蕩器(VCO)的鎖相環(PLL)ADF4371以及類似的 ADF4372, 都充分體現了ADI為滿足這些嚴苛的應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,支持用戶驅動轉換器時鐘。對于8 GHz輸出頻率,在100 kHz偏置下,VCO的開環相位噪聲為–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內置跟蹤濾波器,以優化實現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。
       
      適合轉換器時鐘應用的出色PLL性能
       
      對PLL電路實施改進意味著ADF4371/ADF4372產品的PLL品質因數可以低至–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換器時鐘應用。為了盡可能減少環路中可能出現的電阻噪聲, 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N分頻應用,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用,ADF4371/ADF4372內置的39位分辨率∑-?調制器,可以實現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。在這些應用中,ADF4371/ADF4372提供< 48 fs的rms抖動。ADF4371還具有行業領先的PLL雜散性能,PFD雜散低至–100 dBc,未濾波的整數邊界雜散低至–55 dBc。這種性能水平極大簡化了頻率規劃工作,可縮短產品上市時間。許多小數N分頻PLL和VCO器件采用前所未有的小數N分頻雜散機制,會導致額外的未知特性和頻率規劃工作,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出色性能。
       
      為實現最佳性能,建議使用優質低壓差(LDO)穩壓器,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,以幫助用戶設計實現整個PLL系統所需的適當外部元件電路。
       
      結論
       
      ADF4371具有行業領先的頻率覆蓋范圍、性能和小尺寸,可以滿足新通信和儀器儀表系統的高要求。
       
      ADF4371
       
      ●  RF 輸出頻率范圍:62.5 MHz 到 32,000 MHz
      ●  小數 N 分頻頻率合成器和整數 N 分頻頻率合成器
      ●  高分辨率 39 位小數模數
      ●  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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