概述
ADF4401A 是完全集成的系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP) 轉(zhuǎn)換環(huán)路（也稱為偏移環(huán)路）模塊，包括壓控振蕩器 (VCO) 和校準(zhǔn)鎖相環(huán) (PLL) 電路。專為高度抖動(dòng)敏感的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，與設(shè)計(jì)在印刷電路板 (PCB) 上的傳統(tǒng)離散轉(zhuǎn)換環(huán)路解決方案相比，該解決方案減少了電路板空間和復(fù)雜性。通過(guò)利用這種高度集成的解決方案以及封裝電路和增強(qiáng)的隔離功能（可減少雜散元件），可以大大縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。ADF4401A 為工程師提供了頻率合成解決方案，可設(shè)計(jì)出具有高度競(jìng)爭(zhēng)性的系統(tǒng)。

ADF4401A 需要一個(gè)外部鑒相器或相位頻率檢波器 (PFD) 和一個(gè)外部本地振蕩器 (LO)，以形成頻率合成解決方案。

ADF4401A 在反饋環(huán)路中集成了下變頻混頻級(jí)，將環(huán)路增益設(shè)置為 1，并較大程度降低了帶內(nèi)相位噪聲。通過(guò)將頻率下變頻級(jí)與 ADI 公司的低噪聲、集成寬帶 VCO 技術(shù)相結(jié)合，ADF4401A 可在 8 GHz 輸出時(shí)，提供 9 fs rms 的寬帶抖動(dòng)性能。輸出抖動(dòng)性能在很大程度上取決于外部偏移 LO 的性能。

ADF4401A 模塊使用內(nèi)部 PFD 和 VCO 校準(zhǔn)電路，來(lái)選擇合適的 VCO 頻段。用戶可以禁用校準(zhǔn)電路，并使用外部 PFD 閉合環(huán)路。所有片內(nèi)寄存器均通過(guò)串行端口接口 (SPI) 進(jìn)行控制。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADF4401A轉(zhuǎn)換環(huán)路、PLL、VCO模塊技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• 儀器儀表和測(cè)量
• 自動(dòng)測(cè)試設(shè)備
• 航空航天和防務(wù)
  特性
• RF 輸出頻率范圍：62.5 MHz 至 8000 MHz
• 8 GHz 輸出時(shí)，RMS 抖動(dòng)為 9 fs
• 6 GHz RF 輸出時(shí)，輸出功率為 17 dBm IF
• 90 dBc LO_IN 至 RF 輸出
• 90 dBc 無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍
• 低相位噪聲、壓控振蕩器
• 可編程的 1、2、4、8、16、32 或 64 分頻輸出
• 3.3 V 模擬、數(shù)字和混頻器電源
• 5 V 放大器和 VCO 電源
• RF 輸出靜音功能
• 18.00 mm × 18.00 mm、80 端子 LGA_CAV
• 在[ADIsimPLL] 設(shè)計(jì)工具中提供支持

框圖

時(shí)序圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

圖23. ADF4401A 轉(zhuǎn)換環(huán)路框圖
ADF4401A是一款系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）轉(zhuǎn)換環(huán)路（偏移環(huán)路）模塊，內(nèi)含壓控振蕩器（VCO）及校準(zhǔn)鎖相環(huán)（PLL）電路、下變頻混頻器，以及R分頻器和N分頻器。該SiP將外部鑒頻鑒相器（REF_PFD）的較低頻率轉(zhuǎn)換為4GHz至8GHz的較高頻率范圍，具體由LO_IN引腳決定。

鎖相環(huán)（PLL）電路中的相位噪聲可描述為包含兩個(gè)部分：一個(gè)是平坦噪聲部分，即PLL的噪聲基底；另一個(gè)是1/f噪聲部分，即PLL的1/f噪聲。N分頻器值較低的PLL電路能讓用戶設(shè)計(jì)出相應(yīng)低相位噪聲性能的頻率合成器。更多信息請(qǐng)參見(jiàn)“射頻N分頻器”部分。

轉(zhuǎn)換環(huán)路合成器將所需的信道間隔與N分頻器值解耦，以優(yōu)化PLL的相位噪聲。如圖23所示，ADF4401A鎖定4GHz至8GHz射頻輸出頻率范圍中較高的頻率，該頻率為外部REF_PFD頻率的整數(shù)倍。集成混頻器和LO_IN引腳執(zhí)行該P(yáng)LL電路的分頻功能。集成射頻放大器提供所需的射頻隔離，中頻（IF）放大器提供所需的外部IFOUT電平。

由于本振（LO）在反饋環(huán)路中，外部鑒頻鑒相器（PFD）的公式如下（適用于高邊注入，即IF = LO - RF）：
[ REF_PFD/R=(LO_IN - RF8x)/N ]
其中：

• R 是R分頻器。
• N 是N分頻器。

對(duì)于低邊注入（即IF = RF - LO）：
[ REF_PFD/R=(RF8x - LO_IN)/N ]
在本電路中，R 和 N 均為1。因此，輸出頻率為：
[ RF8x = LO_IN pm REF_PFD ]