市場(chǎng)對(duì)更高帶寬和更高數(shù)據(jù)速率的需求日益增加,，系統(tǒng)頻率和調(diào)制速率要求不斷提高,。隨著曾經(jīng)用于軍事和國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)，低功耗變得至關(guān)重要,。在滿足這些要求的同時(shí),，還需要保證：不會(huì)犧牲電氣性能或功能,。為了滿足這些要求,，除了改善進(jìn)信噪比(SNR),、誤碼率(BER)和用戶熟悉的優(yōu)質(zhì)服務(wù)外，還必須改善本地振蕩器(LO)的相位噪聲,。
新推出的ADF5610是一款集成式鎖相環(huán)(PLL)和壓控振蕩器(VCO)，充分體現(xiàn)了ADI致力于解決這些問(wèn)題最終取得的成果,。
頻率覆蓋范圍
ADF5610總共覆蓋8個(gè)倍頻,，VCO基波頻率范圍為3.65 GHz至7.3 GHz，此頻率可反饋給PLL,，以最小化相位噪聲,。單端輸出(RFOUT)使基波頻率翻倍，可提供7.3 Ghz至14.6 GHz頻率,，而差分輸出通過(guò)使用1/2/4/8/16/32/64/128分頻設(shè)置,，同時(shí)支持57 MHz至14.6 GHz全頻率范圍。
圖1.ADF5610的功能框圖,。
ADF5610 的VCO架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)出色的寬帶頻率合成器性能,，同時(shí)保持行業(yè)領(lǐng)先的相位噪聲性能，在10 GHz ,、100 kHz偏置時(shí),，標(biāo)稱開環(huán)相位噪聲為–114 dBc/Hz,。在僅使用一個(gè)無(wú)源環(huán)路濾波器的情況下，內(nèi)部狀態(tài)機(jī)就可以使頻率建立時(shí)間低于40 μs,；除非需要更快的建立時(shí)間,，否則無(wú)需使用額外的電路或查找表(LUT)。
適合轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘應(yīng)用的出色PLL性能
雖然ADF5610內(nèi)部的鎖相環(huán)(PLL)具有中等品質(zhì)因數(shù)(FOM)–229 dBc/Hz（高電流模式下為–232 dBc/Hz）,，但考慮到1/f噪聲(–129 dBc/Hz)和出色的VCO相位噪聲特性,，則可以實(shí)現(xiàn)低于38 fs（1 kHz至100 MHz集成限值）的rms抖動(dòng)。因此,，ADF5610非常適合要求嚴(yán)苛的轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘應(yīng)用,。環(huán)路濾波器電阻值應(yīng)保持最小，以在高頻率(100 MHz)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較低的熱噪聲,。為了達(dá)到這個(gè)性能水平,，必須使用超低噪聲基準(zhǔn)電壓源。
圖2.RMS抖動(dòng)：8.0 GHz,。
圖3.RMS抖動(dòng)：14.4 GHz,。
通信和儀器儀表LO
除了很寬的頻率覆蓋范圍、行業(yè)領(lǐng)先的相位噪聲和極快的鎖定時(shí)間之外,，ADF5610還具有其他特性,，因此非常適合無(wú)線和儀器儀表應(yīng)用。在這些應(yīng)用中,，ADF5610一般作為本地振蕩器使用,。
24位小數(shù)分辨率相當(dāng)不錯(cuò)，與ADF5610的精確頻率模式功能配合使用時(shí),，有可能實(shí)現(xiàn)零(0 Hz)誤差頻率生成,。將ADF5610用作本地振蕩器時(shí)，因?yàn)闃?biāo)稱輸出功率為5 dBm,，所以可以直接通過(guò)RFOUT端口驅(qū)動(dòng)有源混頻器,，這樣無(wú)需額外的放大電路，可以節(jié)省寶貴的電路板空間,。采用單端方式使用時(shí),，差分分頻器(PDIVOUT/NDIVOUT)的標(biāo)稱輸出功率為2 dBm，但是,，在窄帶應(yīng)用中,，可以通過(guò)低損耗巴倫或混合耦合器將差分進(jìn)行組合，以實(shí)現(xiàn)1~2dB輸出功率的增加,。
如今低功耗非常重要,，ADF5610在低電流模式、禁用輸出分頻器時(shí),，只消耗低于700 mW的功率,，即使在最壞情況（高性能模式,，輸出分頻器設(shè)為128分頻）下，（）其功耗稍高于1 W,。即使在低電流模式下,，ADF5610的相位噪聲性能在同類產(chǎn)品中也處于領(lǐng)先水平，僅增加2 dBc/Hz,。
ADF5610還具有出色的雜散性能,，PFD雜散低至-105 dBc，帶內(nèi)未濾波的整數(shù)邊界雜散標(biāo)稱值為-45 dBc,。
小尺寸
ADF5610 PLL/VCO采用7 mm × 7 mm,、48引腳基板柵格陣列(LGA)封裝。工作時(shí)只需極少的外部去耦,，因此可以使用小型解決方案實(shí)現(xiàn)出色性能,。為實(shí)現(xiàn)最佳性能，建議使用優(yōu)質(zhì)低壓降(LDO)穩(wěn)壓器,，例如ADM7150,、LT3045/LT3042或HMC1060。VCO需要5 V電源,，其余的電路則使用3.3 V電軌供電,。ADF5610可以使用ADIsimPLL?進(jìn)行仿真，以幫助用戶設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)完整的PLL頻率合成器所需的適當(dāng)外部元件電路,。
結(jié)論
ADF5610具備行業(yè)領(lǐng)先的頻率覆蓋范圍,、出色的相位噪聲性能、高輸出功率,、低功耗和小尺寸,，因此能夠滿足新通信和儀器儀表系統(tǒng)的嚴(yán)苛要求。
作者簡(jiǎn)介
Marty Richardson于2014年加入ADI,，擔(dān)任微波頻率生成部的高級(jí)應(yīng)用工程師,。他在射頻/微波領(lǐng)域工作已超過(guò)35年，之前曾從事設(shè)計(jì)和可靠性技術(shù)方面的工作,。目前，他主要負(fù)責(zé)鎖相環(huán)(PLL),、壓控振蕩器(VCO)和倍頻器產(chǎn)品,。他是IEEE的高級(jí)會(huì)員，閑暇時(shí)陪伴家人,，他喜歡修整家園,、打獵、釣魚和騎山地自行車,。