锁相环产品PLL芯片技术介绍

频率源可以说是一个通信系统的心脏，心脏的好坏很大程度上决定着一个机体的健康状况，而锁相环又是频率源的主要组成部分，因此性能优异的锁相环芯片对于通信系统来说是非常重要的。

锁相环的相位噪声对电子设备和电子系统的性能影响很大。从频域看它分布在载波信号两旁按幂律谱分布，无论做发射激励信号，还是接收机本振信号以及各种频率基准时，这些相位噪声将在解调过程中都会和信号一样出现在解调终端，引起基带信噪比下降，误码率增加。

低相噪Hittite锁相环产品分为集成VCO和没有集成VCO两种。集成VCO的PLL芯片包括了HMC820，HMC821,HMC826等。下面是与市场上同类产品的对比，以工作频段1720~2080MHz为例：

HMC820，HMC821在芯片内部的频率输出端集成了放大器，因此其输出功率高于同类产品，在某些情况下，可以直接做为LO输出推动混频器，省掉一个本振口缓冲放大器，为设计者节省了空间和bom成本。

HMC820,HMC821是多频段产品，可工作在三个频段，如HMC821的工作频段包括了860~1040MHz，1720~2080MHz，及3440~4160MHz。以 1800MHZ, 900MHZ GSM 直放站为例，由于HMC821采用了内部集成分频器的方式，只用一颗HMC821芯片，使用同样的环路滤波器电路，就能满足900和1800MHz两个频段要求，这大大加快了设计进程。

Hittite公司内部集成VCO锁相环芯片采用独特的开关设计，如下图所示，

芯片自动根据需要选择合适的开关，这种设计使用较小的电压就可以驱动VCO工作。在设计环路滤波器时不必使用运放等有源电路，仅用无源滤波器就可以实现。这使得外围电路较为简单，减轻了RF工程师的负担。

在微波频段Hittite公司集成VCO的PLL芯片有HMC764，HMC765，HMC783，HMC807，工作频段涵盖了7.3-13.4GHz。HMC764在10kHz频偏处的相位噪声约为-102dBc/Hz,在分数模式下，其RMS Jitter为196 fs 。

如果客户对PLL性能有更高的要求，可以用没有集成VCO的PLL芯片搭配合适的外围电路来实现。没有集成VCO的PLL芯片包括了HMC440，HMC698，HMC699，HMC700，HMC701,  HMC702。

以HMC700为例，芯片内部由鉴相器，电荷泵，N,R分频器构成，独有支持串口读写功能。HMC700外围电路隔离度设计良好时杂散可以低至-100dBc，远高于市场同类产品-80dBc的水平。下表是一些其他性能的比较。

如果设计者对PLL芯片的相噪性能有近似苛刻的要求，相信Hittite公司的HMC440仍能助你一臂之力。该芯片是专为低相噪应用设计的，当参考频率是100MHz时，在10KHz频偏处，相噪低至-153dBc/Hz，测试结果如下图

 

Hittite公司以创新的设计使得其PLL产品性能优异，在相位噪声，杂散方面有着卓越表现，其芯片的高集成度使得外围电路简单，设计方便。所以随着电子技术的发展，对频率源的相位噪声性能要求越来越高，Hittite的低相位噪声PLL，在物理、天文、无线电通信、雷达、航空、航天以及精密计量、仪器、仪表等各种领域里都将大有用武之地。