ADF4169直接调制/快速波形产生13.5 GHz小数N分频频率合成器技术手册

概述
ADF4169是一款具有调制、以及快速和慢速波形产生能力的13.5 GHz小数N分频频率合成器， 该器件使用25位固定模数，提供次赫兹频率分辨率。

ADF4169由低噪声数字鉴频鉴相器(PFD)、精密电荷泵和可编程参考分频器组成。 该器件内置一个Σ-Δ型小数插值器，能够实现可编程小数N分频。 INT和FRAC寄存器可构成一个总N分频器 N = INT + (FRAC/2 ^25^ ).

ADF4169可用于实现频移键控(FSK)和相移键控(PSK)调制。 还有一些可用的频率扫描模式，可在频域内产生各种波形，例如锯齿波和三角波。 扫描可以设置为自动进行，也可以设置为通过外部脉冲手动触发每个步骤。 ADF4169具有周跳减少电路，可进一步缩短锁定时间，而无需修改环路滤波器。

所有片内寄存器均通过简单的三线式接口进行控制。 ADF4169采用2.7 V至3.45 V模拟电源和1.8 V至2.0 V数字电源供电，不用时可以关断。
数据表：*附件：ADF4169直接调制 快速波形产生13.5 GHz小数N分频频率合成器技术手册.pdf

应用

• FMCW 雷达
• 通信测试设备
• 通信基础设施

特性

• RF带宽达13.5 GHz
• 高速和低速FMCW斜坡发生
• 25位固定模数可提供次赫兹频率分辨率
• PFD频率最高达130 MHz
• 归一化相位噪底：-224 dBc/Hz
• FSK和PSK功能
• 锯齿波、三角波和抛物线波形发生
• 斜坡与FSK叠加
• 具有2种不同扫描速率的斜坡
• 斜坡延迟、频率回读和中断功能
• 可编程相位控制

框图

应用信息

直接转换调制器

直接转换架构用于实现基站发射机。图40展示了如何使用亚德诺半导体（ADI）公司的器件来构建这样一个系统。

电路框图显示AD9761 TxDAC（发射数模转换器 ）与ADL5375配合使用。在此信号链部分使用双积分型数模转换器（如AD9761 ），可确保（在整个温度范围内）误差积分最小化。

本地振荡器（LO）由ADF4355 - 3实现。低通环路滤波器采用ADIsimPLL工具进行设计，鉴频鉴相器（PFD）频率为61.44 MHz，闭环带宽为20 kHz 。

ADL5375的LO端口可由ADF4355 - 3的互补射频输出RF_{OUT}A+/RF_{OUT}A- 进行差分驱动。与单端驱动相比，差分驱动可使二阶失真性能提高6dB以上，并消除了将单端LO输入转换为更理想的差分LO输入至ADL5375时所需平衡变压器带来的损耗。

ADL5375可接受的LO驱动电平范围为 -6 dBm至 +6 dBm 。ADF4355 - 3的最佳LO功率可通过软件设置为 -4 dBm至 +5 dBm，从而可将各输出的功率电平从 -4 dBm提高到 +5 dBm 。

射频输出设计用于驱动50Ω负载；不过，如图40所示，必须进行交流耦合。如果I和Q输入由2V峰峰值的正交信号驱动，ADL5375调制器的输出功率约为2 dBm。

电源供应

ADF4355 - 3包含四个多频段压控振荡器（VCO），共同覆盖一个倍频程的频率范围。为确保最佳性能，给VCO引脚连接一个低噪声稳压器至关重要，比如ADM7150。将同一个稳压器连接到V_{VCO}、V_{BIASVCO}、V_{IAS}和V_r 。

对于3.3V电源引脚，可使用一个或两个ADM7150稳压器。图42展示了推荐的连接方式。

印刷电路板（PCB）设计指南：芯片级封装

32引脚框架芯片级封装的引脚为矩形。印刷电路板（PCB）上这些引脚的焊盘应比封装焊盘宽0.1mm，长度和宽度应分别比封装焊盘长0.05mm，以最大化焊点尺寸。

芯片级封装的底部有一个中央外露散热焊盘。PCB上的散热焊盘尺寸必须至少与PCB上的外露焊盘一样大。散热焊盘与焊盘图案的内角边缘之间必须至少有0.25mm的间隙。这样可防止散热焊盘短路。

为改善封装的散热性能，可在PCB散热焊盘上使用导热过孔。如果使用过孔，应将其纳入1.2mm×0.33mm的散热焊盘网格中。过孔直径必须在0.3mm至0.33mm之间，且过孔壁必须镀上1盎司铜以进行引脚连接。

对于像ADF4355 - 3这样的微波锁相环（PLL）和VCO芯片，要注意电路板堆叠和布局。请勿使用FR4材料，因为它在3.2GHz时损耗过大。应使用Rogers 4350、Rogers 4003或Rogers 3003介电材料，效果更佳。

注意射频输出走线，尽量减少不连续性，确保最佳信号完整性。过孔布局和接地至关重要。

输出匹配

低频输出可按需简单地交流耦合到下一级电路；然而，如果需要更高的输出功率，则使用上拉电感来提高输出功率电平。

当不需要差分输出时，终止未使用的输出或将其连接在一起（使用平衡 - 不平衡变压器 ）。

对于2GHz以下的较低频率，建议在RF_{OUT}A+/RF_{OUT}A- 引脚上使用100nH电感。

RF_{OUT}A+/RF_{OUT}A- 输出是差分电路。尽可能为每个输出提供相同（或相似）的元件，例如相同的并联电感值、旁路电容和终端。

辅助频率输出RF_{OUT}B+/RF_{OUT}B- 的处理方式与RF_{OUT}A+/RF_{OUT}A- 输出相同。如果不使用，让RF_{OUT}B+/RF_{OUT}B- 引脚悬空。