ADF4152HV 高压、小数N/整数N分频PLL频率合成器技术手册

概述
ADF4152HV是一款集成高压电荷泵的5.0 GHz小数N分频或整数N分频频率合成器。该频率合成器可以直接驱动外部宽带压控振荡器(VCO)，从而无需运算放大器便可实现更高的调谐电压。集成高压电荷泵可以简化设计，降低成本，同时改善相位噪声，与无源滤波器拓扑相比，有源滤波器拓扑往往会降低相位噪声性能。

VCO频率可进行 1、2、4、8或16分频，因此用户可以产生低至31.25 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。

简单的三线式接口控制所有片内寄存器。电荷泵采用6.0 V至30 V电源供电，器件的其余部分则采用3.0 V至3.6 V电源供电，ADF4152HV不用时可以关断。
数据表：*附件：ADF4152HV 高压、小数N 整数N分频PLL频率合成器技术手册.pdf

应用

• 无线基础设施
• 微波点对点/点对多点无线电
• 甚小孔径终端(VSAT)无线电
• 测试设备
• 私有陆地移动无线电

特性

• 小数N分频频率合成器和整数N分频频率合成器
• 高压电荷泵：VP = 6.0 V至30 V
• 射频(RF)带宽达5.0 GHz
• 可编程输出分频器
• 频率合成器电源电压：3.0 V至3.6 V
• 可编程双模预分频器
• 可编程输出功率水平
• 可编程电荷泵电流
• RF输出静音功能
• 三线式串行接口
• 模拟和数字锁定检测

框图

时序图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

参考输入部分

参考输入级如图15所示。SW1和SW2开关通常闭合，SW3开关通常断开。掉电时，SW3闭合，SW1和SW2断开。这样，在掉电期间，REFIN引脚不会有负载。

射频N分频器

射频N分频器可在锁相环（PLL）反馈路径中实现分频比。该分频比由INT、FRAC和MOD值决定，如图16所示。

INT、FRAC、MOD和R计数器关系

INT、FRAC和MOD值与R计数器配合，可生成间隔为鉴频鉴相器（PFD）频率分数倍的输出频率。更多信息请参见“射频合成器——实例”部分。

射频压控振荡器（VCO）频率（RF_{OUT}）计算公式如下：

其中：

• **RF_{OUT}**是外部VCO的射频频率。
• **f_{PFD}**是PFD频率。
• RF Divider是对VCO频率进行分频的输出分频器。
• INT是65位整数计数器的预设分频比（对于4/5预分频器，为23至32,767；对于8/9预分频器，为75至65,535）。
• FRAC是模数除法的小数部分分子（0至MOD - 1）。
• MOD是主分数模数（2至4095）。

PFD频率（f_{PFD}）计算公式为：

其中：

• **REF_{IN}**是参考输入频率。
• D是参考倍频位，即寄存器2中的DB25。
• R是10位二进制可编程参考计数器的预设分频比（1至1023），对应寄存器2中的DB14至DB23。
• T是参考二分频位（0或1），即寄存器2中的DB24。

整数N模式

如果FRAC = 0且寄存器2中的DB8（LDF）位设为1，合成器将在整数N模式下运行。将寄存器2中的DB8设为1，可实现整数N模式下的数字锁定检测。

R计数器

10位R计数器可对输入参考频率（REF_{IN}）进行分频，以产生PFD的参考时钟。分频比范围为1至1023。

PFD和电荷泵

PFD对R计数器和N计数器进行计数，并输出与两个计数器之间的相位和频率差成比例的信号。图17是PFD的简化示意图。

PFD包含一个延迟元件，用于将抗锯齿脉冲宽度设置为4.2ns。此脉冲可确保PFD转换功能中不存在死区，并提供一致的参考杂散电平。

高压电荷泵采用ADI公司的专有高压工艺设计，可使电荷泵在由30V电源供电时，输出高达29V的电压。高压电荷泵在与高压VCO接口时，无需有源滤波。