概述
ADF4193頻率合成器可以用來在無線接收機和發(fā)射機的上變頻和下變頻部分實現(xiàn)本振，其結構經(jīng)過特別設計，符合基站的GSM/EDGE鎖定時間要求。它由低噪聲數(shù)字鑒頻鑒相器(PFD)和精密差分電荷泵組成。還有一個差分放大器，用來將電荷泵的差分輸出轉換為外部電壓控制振蕩器(VCO)的單端電壓。

Σ-Δ型小數(shù)插值器與N分頻器一起使用，能夠實現(xiàn)可編程模數(shù)小數(shù)N分頻。此外，4位參考(R)分頻器和片內倍頻器允許PFD輸入端的參考信號(REFIN)頻率為可選值。如果頻率合成器與外部環(huán)路濾波器和VCO一起使用，則可以實現(xiàn)完整的鎖相環(huán)(PLL)。開關結構確保PLL能在GSM時隙保護期間內建立，而無需第二PLL及相關的隔離開關。與以前的乒乓式GSM PLL結構相比，這種結構能節(jié)省成本，降低復雜度，減小PCB面積，并減少屏蔽和特性測試工作。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADF4193低相位噪聲、快速建立PLL頻率合成器技術手冊.pdf

應用

• GSM/EDGE基站
• PHS基站
• 儀器儀表和測試設備

特性

• 新型快速建立小數(shù)N分頻PLL結構
• 單個PLL可取代乒乓式頻率合成器
• 在5 μs內完成整個GSM頻段上的跳頻，相位建立時間為20 μs
• 相位誤差：0.5°均方根值（2 GHz RF輸出）
• 數(shù)字可編程輸出相位
• RF輸入范圍最高可達3.5 GHz
• 三線式串行接口
• 片內低噪聲差分放大器
• 相位噪聲品質因數(shù)：–216 dBc/Hz
• 利用ADIsimPLL可實現(xiàn)環(huán)路濾波器設計
• 通過汽車應用認證

框圖

時序特征

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

ADF4193專為滿足GSM基站要求而設計，尤其適用于評估乒乓解決方案。它在快速鎖定時，能在頻率切換和窄環(huán)帶寬期間實現(xiàn)寬環(huán)路帶寬，進而實現(xiàn)頻率鎖定。通過增加電荷泵電流來實現(xiàn)穩(wěn)幅。電路中設有開關，用于切換環(huán)路濾波器組件值，以此在寬環(huán)路帶寬時確保相位噪聲和雜散符合要求。采用差分電荷泵和環(huán)路濾波器拓撲結構，有助于確?？焖冁i定時間，且在環(huán)路恢復到窄帶寬正常工作模式時，仍能維持環(huán)路帶寬。

參考輸入部分

參考輸入級如圖20所示。開關S1和S2通常處于閉合狀態(tài)，S3通常處于斷開狀態(tài)。在掉電模式下，S3閉合，S1和S2斷開，以確保參考引腳（(REF_{IN})）無負載。(REF_{IN})的下降沿是正沿觸發(fā)鑒頻鑒相器（PFD）的有效邊沿。

R計數(shù)器和倍頻器

4位R計數(shù)器可對輸入?yún)⒖碱l率進行分頻，以產(chǎn)生送往鑒頻鑒相器（PFD）的參考時鐘?？蛇x擇性地在R計數(shù)器后插入一個可翻轉的雙頻器。使用此選項時，PFD參考頻率會有50%的占空比，該比率可進一步除以2。利用此可編程選項，可在(REF_{IN})和PFD之間實現(xiàn)0.5到30的分頻比。產(chǎn)生的參考時鐘下降沿是PFD中的有效邊沿，上升沿則在PFD中被禁用。建議對所有偶數(shù)R分頻值啟用此可翻轉雙頻器功能，不過僅當(REF_{IN})頻率大于120 MHz時才需啟用。

此外，還可選擇在R計數(shù)器前設置一個4位低通(REF_{IN})分頻器，最高可處理20 MHz的頻率。通過這些可編程選項，可實現(xiàn)不同的參考分頻比，滿足多種需求。

射頻輸入部分

射頻輸入級如圖21所示。其后接一個兩級限幅放大器，以生成預分頻器所需的電流模式邏輯（CML）時鐘電平。預分頻器有兩種選擇，分別是4/5和8/9。當N分頻器值大于80時，選擇8/9預分頻器。

射頻N分頻器

射頻N分頻器可在鎖相環(huán)（PLL）反饋回路中實現(xiàn)分數(shù)分頻比。分頻中的整數(shù)部分和分數(shù)部分通過編程設置，具體方式見圖22及“整數(shù)（INT）、分數(shù)（FRAC）與模數(shù)（MOD）的關系”部分說明。整數(shù)分頻比范圍為26至255 ，同時采用三階Σ - Δ調制器對分數(shù)值進行插值處理。

整數(shù)（INT）、分數(shù)（FRAC）與模數(shù)（MOD）的關系

INT、FRAC和MOD的值可通過串行接口進行編程設置，它們相互配合，能夠生成間隔為鑒頻鑒相器（PFD）分數(shù)間隔的射頻輸出頻率。射頻壓控振蕩器（RF VCO）頻率公式如下：
[ RF_{OUT} = F_{PD}×[INT + (FRAC/MOD)] ]

其中：

• (RF_{OUT})是外部壓控振蕩器（VCO）的輸出頻率。
• (F_{PD})是鑒頻鑒相器頻率。