‌LMX2541 超低噪声频率合成器技术文档总结

该LMX2541是一款超低噪声频率合成器，集成了高噪声频率合成器 高性能 Delta-Sigma 小数 N PLL、具有完全集成储罐电路的 VCO 和可选的 分频器。PLL 提供前所未有的 -225 dBc/Hz 归一化本底噪声，并且可以 以高达 104 MHz 的检相器速率（比较频率）运行，整数和 分数模式。PLL 还可以配置为与外部 VCO 配合使用。

该LMX2541集成了多个低噪声、高精度LDO和输出驱动器匹配 网络提供更高的电源噪声抗扰度和更一致的性能，同时降低 外部组件的数量。当与高质量参考振荡器结合使用时，LMX2541 产生非常稳定的超低噪声信号。
*附件：lmx2541.pdf

该LMX2541提供 6 个器件系列，具有不同的 VCO 频率范围 1990 MHz 至 4 GHz。使用灵活的分频器，LMX2541可以产生低至 31.6 的频率 兆赫。

该LMX2541是一种单片集成电路，采用专有的BiCMOS制造 过程。使用可作的三线 MICROWIRE 接口促进设备编程 低至 1.6 伏。电源电压范围为 3.15 V 至 3.45 V。该LMX2541提供 36引脚6mm×6mm×0.8mm WQFN封装。

特性

• 提供多种频率选项（参见器件比较表)
• 频率范围为 31.6 MHz 至 4000 MHz
• 极低的RMS噪声和杂散
• –225 dBc/Hz归一化PLL相位噪声
• 集成 RMS 噪声 （100 Hz – 20 MHz）
  • 2.1 GHz 时为 2 mRad （100 Hz – 20 MHz）
  • 3.5 GHz 时为 3.5 mRad （100 Hz - 20 MHz）
• 超低噪声集成VCO
• 外部VCO选件（旁路内部VCO）
• VCO 分频器 1 至 63（所有值）
• 可编程输出功率
• 高达 104 MHz 的鉴相器频率
• 集成低噪声LDO
• 可编程电荷泵输出
• 部分集成环路滤波器
• 数字频移键控 （FSK） 调制引脚
• 集成基准晶体振荡器电路
• 硬件和软件断电
• FastLock模式和基于VCO的周期滑移减少
• 模拟和数字锁检测
• 1.6V 逻辑兼容性

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
LMX2541是德州仪器（TI）推出的PLLatinum系列超低噪声频率合成器，集成高性能Δ-Σ分数N锁相环（PLL）、全集成VCO（压控振荡器）及可选分频器。关键特性包括：

• ‌频率范围‌：31.6 MHz至4000 MHz（通过分频器扩展）
• ‌超低噪声‌：归一化PLL相位噪声低至-225 dBc/Hz，集成RMS相位误差2–3.5 mRad（100 Hz–20 MHz带宽）
• ‌应用领域‌：无线基础设施（UMTS/LTE/WiMAX）、宽带无线、测试测量等。

‌2. 核心特性‌

• ‌多频段选项‌：提供6种VCO频率型号（如SQ2060E至SQ3740E），覆盖1990–4000 MHz。
• ‌集成VCO‌：支持内部VCO或外部VCO模式，分频比1–63可编程。
• ‌高性能指标‌：
  • 相位检测频率高达104 MHz
  • 数字FSK调制、快速锁定模式、低噪声LDO稳压器
  • 3.15–3.45 V宽电源电压范围，36引脚WQFN封装（6×6×0.8 mm）。

‌3. 功能模块详解‌

• ‌PLL架构‌：支持整数/分数分频模式，Δ-Σ调制器可配置为1–4阶，优化杂散抑制。
• ‌VCO设计‌：全集成LC谐振电路，支持温度漂移补偿（AC_TEMP_COMP），确保频率稳定性。
• ‌输出缓冲‌：可编程输出功率（-10至+5 dBm），支持分频（VCO_DIV）与旁路模式。

‌4. 电气特性‌

• ‌相位噪声‌：典型值-86 dBc/Hz @10 kHz偏移（2.1 GHz输出）。
• ‌功耗‌：全功能模式典型电流170 mA（VCO_DIV>1），待机电流250 µA。
• ‌接口‌：三线MICROWIRE串行编程，兼容1.6 V逻辑电平。

‌5. 应用设计支持‌

• ‌参考输入‌：支持晶体振荡器（XO模式）或外部时钟（单端/差分）。
• ‌环路滤波器‌：部分集成（R3/R4/C3/C4可编程），支持外部滤波器扩展。
• ‌锁相检测‌：提供模拟/数字锁相指示（Ftest/LD引脚）。

‌6. 典型性能曲线‌

• 输出功率、阻抗、相位噪声与温度/频率的关系图表详见文档第7.7节。
• 快速锁定时间优化公式：LockTime = A + B/CLK + C·ΔF + D·(ΔF/CLK)。

‌7. 封装与订购信息‌

• 型号后缀对应VCO频率范围（如SQ3740E为3480–4000 MHz）。
• 提供WQFN封装，符合RoHS标准，工作温度-40°C至85°C。

本文档完整覆盖器件规格、寄存器配置、测试方法及布局指南，适用于高频低噪声合成器设计。