頻率源可以說是一個(gè)通信系統(tǒng)的心臟,,心臟的好壞很大程度上決定著一個(gè)機(jī)體的健康狀況,,而鎖相環(huán)又是頻率源的主要組成部分,因此性能優(yōu)異的鎖相環(huán)芯片對于通信系統(tǒng)來說是非常重要的,。
鎖相環(huán)的相位噪聲對電子設(shè)備和電子系統(tǒng)的性能影響很大,。從頻域看它分布在載波信號兩旁按冪律譜分布,無論做發(fā)射激勵(lì)信號,,還是接收機(jī)本振信號以及各種頻率基準(zhǔn)時(shí),,這些相位噪聲將在解調(diào)過程中都會和信號一樣出現(xiàn)在解調(diào)終端,引起基帶信噪比下降,,誤碼率增加,。
低相噪Hittite鎖相環(huán)產(chǎn)品分為集成VCO和沒有集成VCO兩種。集成VCO的PLL芯片包括了HMC820,,HMC821,HMC826等,。下面是與市場上同類產(chǎn)品的對比,,以工作頻段1720~2080MHz為例:
HMC820,HMC821在芯片內(nèi)部的頻率輸出端集成了放大器,,因此其輸出功率高于同類產(chǎn)品,,在某些情況下,可以直接做為LO輸出推動(dòng)混頻器,,省掉一個(gè)本振口緩沖放大器,,為設(shè)計(jì)者節(jié)省了空間和bom成本。
HMC820,HMC821是多頻段產(chǎn)品,,可工作在三個(gè)頻段,,如HMC821的工作頻段包括了860~1040MHz,1720~2080MHz,,及3440~4160MHz,。以1800MHZ, 900MHZ GSM直放站為例,由于HMC821采用了內(nèi)部集成分頻器的方式,,只用一顆HMC821芯片,,使用同樣的環(huán)路濾波器電路,就能滿足900和1800MHz兩個(gè)頻段要求,,這大大加快了設(shè)計(jì)進(jìn)程,。
Hittite公司內(nèi)部集成VCO鎖相環(huán)芯片采用獨(dú)特的開關(guān)設(shè)計(jì),如下圖所示,,
芯片自動(dòng)根據(jù)需要選擇合適的開關(guān),,這種設(shè)計(jì)使用較小的電壓就可以驅(qū)動(dòng)VCO工作。在設(shè)計(jì)環(huán)路濾波器時(shí)不必使用運(yùn)放等有源電路,,僅用無源濾波器就可以實(shí)現(xiàn),。這使得外圍電路較為簡單,減輕了RF工程師的負(fù)擔(dān),。
在微波頻段Hittite公司集成VCO的PLL芯片有HMC764,,HMC765,HMC783,,HMC807,,工作頻段涵蓋了7.3-13.4GHz。HMC764在10kHz頻偏處的相位噪聲約為-102dBc/Hz,在分?jǐn)?shù)模式下,,其RMS Jitter為196 fs ,。
如果客戶對PLL性能有更高的要求,可以用沒有集成VCO的PLL芯片搭配合適的外圍電路來實(shí)現(xiàn),。沒有集成VCO的PLL芯片包括了HMC440,,HMC698,HMC699,HMC700,,HMC701,HMC702,。
以HMC700為例,芯片內(nèi)部由鑒相器,,電荷泵,,N,R分頻器構(gòu)成,獨(dú)有支持串口讀寫功能,。HMC700外圍電路隔離度設(shè)計(jì)良好時(shí)雜散可以低至-100dBc,,遠(yuǎn)高于市場同類產(chǎn)品-80dBc的水平。下表是一些其他性能的比較,。
如果設(shè)計(jì)者對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。該芯片是專為低相噪應(yīng)用設(shè)計(jì)的,,當(dāng)參考頻率是100MHz時(shí),,在10KHz頻偏處,相噪低至-153dBc/Hz,,測試結(jié)果如下圖:
Hittite公司以創(chuàng)新的設(shè)計(jì)使得其PLL產(chǎn)品性能優(yōu)異,,在相位噪聲,雜散方面有著卓越表現(xiàn),,其芯片的高集成度使得外圍電路簡單,,設(shè)計(jì)方便。所以隨著電子技術(shù)的發(fā)展,,對頻率源的相位噪聲性能要求越來越高,,Hittite的低相位噪聲PLL,在物理,、天文,、無線電通信,、雷達(dá),、航空、航天以及精密計(jì)量,、儀器,、儀表等各種領(lǐng)域里都將大有用武之地。
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