概述
ADF4372 結(jié)合外部環(huán)路濾波器和外部基準(zhǔn)頻率使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)小數(shù) N 分頻或整數(shù) N 分頻鎖相環(huán) (PLL) 頻率合成器。寬帶微波壓控振蕩器 (VCO) 設(shè)計(jì)允許產(chǎn)生 62.5 MHz 至 16 GHz 的頻率。

ADF4372 具有一個(gè)集成 VCO，其基本輸出頻率范圍為 4000 MHz 至 8000 MHz。此外，VCO 頻率連接至 1、2、4、8、16、32 或 64 分頻電路，因此用戶可以在 RF8x 上生成低至 62.5 MHz 的射頻 (RF) 輸出頻率。RF16x 上的倍頻器可生成 8 GHz 至 16 GHz 的頻率。RFAUX8x 復(fù)制 RF8x 的頻率范圍，或允許直接訪問 VCO 輸出。為了抑制不需要的倍頻產(chǎn)物，在倍頻器和 RF16x 的輸出級(jí)之間使用了一個(gè)諧波濾波器。

片內(nèi)寄存器均通過三線式接口進(jìn)行控制。ADF4372 由 3.15 V 至 3.45 V 的模擬和數(shù)字電源供電，對(duì)于 VCO 電源為 5 V。ADF4372 還包含硬件和軟件關(guān)斷模式。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADF4372帶集成VCO的微波寬帶頻率合成器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• 無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施（多載波全球移動(dòng)通信系統(tǒng) (MC-GSM)，5 G）
• 測(cè)試設(shè)備和儀器儀表
• 時(shí)鐘產(chǎn)生
• 航空航天和防務(wù)

特性

• RF 輸出頻率范圍：62.5 MHz 至 16,000 MHz
• 小數(shù) N 頻率合成器和整數(shù) N 頻率合成器
• 高分辨率 39 位小數(shù)模數(shù)
• 典型雜散 fPFD~：?90 dBc~
• 集成 RMS 抖動(dòng)：38 fs（1 kHz 至 100 MHz）
• 歸一化本底相位噪聲：?234 dBc/Hz
• fPFD 工作頻率達(dá) 250 MHz
• 基準(zhǔn)輸入頻率達(dá) 600 MHz
• 可編程的 1、2、4、8、16、32 或 64 分頻輸出
• RF8x 和 RFAUX8x 具有 62.5 MHz 至 8,000 MHz 的輸出
• RF16x 具有 8,000 MHz 至 16,000 MHz 的輸出
• 鎖定時(shí)間大約為 3 ms 并進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)
• 鎖定時(shí)間 <30 μs 并繞過自動(dòng)校準(zhǔn)（典型值）
• 模擬和數(shù)字電源：3.3 V（典型值）
• VCO 電源電壓：3.3 V 和 5 V
• RF 輸出靜音功能
• 7 mm × 7 mm 48 端子 LGA 封裝

框圖

時(shí)序圖

引腳配置描述

典型性能特征

電路描述

參考輸入

圖29展示了參考輸入級(jí)。該參考輸入可接收單端和差分信號(hào)。使用參考模式位（地址0x22中的第6位）來選擇信號(hào)路徑。若要將差分信號(hào)用作參考輸入，需將該位設(shè)為高電平。在這種情況下，SW1和SW2閉合，SW3和SW4斷開，電流源驅(qū)動(dòng)差分對(duì)晶體管開關(guān)。差分信號(hào)經(jīng)緩沖后，以發(fā)射極耦合邏輯（ECL）形式提供給CMOS緩沖器。

當(dāng)單端信號(hào)用作參考信號(hào)時(shí)，將地址0x22中的第6位設(shè)為0。此時(shí)，SW1和SW2斷開，SW3和SW4閉合，電流源驅(qū)動(dòng)的差分對(duì)晶體管開關(guān)關(guān)閉。

為實(shí)現(xiàn)最佳整數(shù)模式雜散和相位噪聲性能，對(duì)于高達(dá)500MHz的所有參考信號(hào)，使用單端設(shè)置（即使采用差分信號(hào)）。對(duì)于高于500MHz的參考頻率，使用差分設(shè)置。

圖29. 參考輸入級(jí)，差分模式

射頻N分頻器

射頻N分頻器在鎖相環(huán)（PLL）反饋路徑中實(shí)現(xiàn)分頻比。該分頻器的分頻比由INT、FRAC1、FRAC2、MOD1和MOD2這些值決定。

圖30. 射頻N分頻器

INT、FRAC、MOD和R計(jì)數(shù)器關(guān)系

INT、FRAC1、FRAC2、MOD1和MOD2這些值，與R計(jì)數(shù)器配合，能夠生成間隔為**f_{PD}**分?jǐn)?shù)倍的輸出頻率。更多信息請(qǐng)參見“射頻合成器，實(shí)例”部分。

其中：

• REF_{IN} 是參考頻率輸入。
• D 是**REF_{IN}**倍頻位。
• R 是5位二進(jìn)制可編程參考預(yù)分頻器的預(yù)設(shè)分頻比。
• T 是**REF_{IN}**的2位除法值（0或1）。

使用以下公式計(jì)算所需的反饋計(jì)數(shù)器N：

其中：

• INT是16位整數(shù)模式值。在整數(shù)模式下，對(duì)于4/5預(yù)分頻器，INT = 20至32,767；對(duì)于8/9預(yù)分頻器，INT = 64至65,535。在分?jǐn)?shù)模式下，對(duì)于4/5預(yù)分頻器，INT = 23至32,767；對(duì)于8/9預(yù)分頻器，INT = 75至65,535。
• FRAC1是主模數(shù)（0至33,554,431）的分子。
• FRAC2是14位輔助模數(shù)（0至16,383）的分子。
• MOD2是可編程的14位輔助分?jǐn)?shù)模數(shù)（2至16,383）。
• MOD1是固定值為25的25位主模數(shù)。
• $2^{25}$ = 33,554,432。

這些計(jì)算可實(shí)現(xiàn)極低的頻率分辨率，且無(wú)殘留頻率誤差。要應(yīng)用公式(23)，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟：

1. 用VCO_{OUT}除以f_{PFD}計(jì)算N。該數(shù)值的整數(shù)部分構(gòu)成INT。
2. 從完整的N值中減去INT。
3. 將余數(shù)乘以$2^{25}$。該數(shù)值的整數(shù)部分構(gòu)成FRAC1。
4. 根據(jù)信道間隔（f_{CHSP}），使用以下公式計(jì)算MOD2：
   其中：
   GCD(f_{PFD}, f_{CHSP})是鑒頻鑒相器（PFD）頻率和信道間隔頻率的最大公約數(shù)。
   f_{CHSP}是所需的信道間隔頻率。
5. 使用以下公式計(jì)算FRAC2（如果INT×$2^{25}$ + FRAC1×MOD2 < 16,383）：

時(shí)實(shí)現(xiàn)零頻率誤差輸出。
如果不需要零頻率誤差，MOD1和MOD2分母共同作用，可創(chuàng)建一個(gè)39位分辨率的調(diào)制器。

整數(shù)N模式

當(dāng)FRAC1和FRAC2都等于0時(shí)，合成器以整數(shù)N模式運(yùn)行。建議將地址0x2B中的SD_EN_INTEGER位設(shè)為1，以禁用SDM，這可改善帶內(nèi)相位噪聲，并減少任何額外的Σ-Δ噪聲。

R計(jì)數(shù)器

5位R計(jì)數(shù)器可對(duì)輸入?yún)⒖碱l率（輸入至REFP和REFN）進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生PFD的參考時(shí)鐘。允許的分頻比為1至32。

PFD和電荷泵

PFD對(duì)R計(jì)數(shù)器和N計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，并輸出與兩個(gè)計(jì)數(shù)器之間的相位和頻率差成比例的信號(hào)。圖31是PFD的簡(jiǎn)化示意圖。PFD包含一個(gè)固定延遲元件，用于設(shè)置反向脈沖的寬度。此脈沖可確保PFD轉(zhuǎn)換功能中不存在死區(qū)，并提供一致的參考雜散電平。將相位檢測(cè)器極性設(shè)為正，以消除VCO的負(fù)調(diào)諧方向。

圖31. PFD簡(jiǎn)化示意圖

MUXOUT和鎖定檢測(cè)

ADF4372上的輸出多路復(fù)用器使用戶能夠訪問芯片上的各種內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。圖32以框圖形式展示了MUXOUT部分。

圖32. MUXOUT示意圖

雙緩沖

ADF4372中的主小數(shù)位（FRAC1）、輔助模數(shù)（MOD2）、輔助小數(shù)位（FRAC2）、參考倍頻器、參考二分頻器（RDIV2）、R計(jì)數(shù)器值和電荷泵電流設(shè)置均采用雙緩沖。有兩種情況會(huì)使雙緩沖使用新值。首先，新值必須鎖存到器件中，即寫入相應(yīng)寄存器；其次，必須對(duì)地址0x10執(zhí)行寫入操作。
例如，為確保模數(shù)正確加載，每次模數(shù)更新時(shí)都必須寫入地址0x10。