通信原理课程设计
课程名称：基于ADF4360-7的集成整
形N合成器的压控振荡器
指导老师： 专 业： 班 级：
姓 名： 学 号：
摘要:
ADF4360-7是一款整合了整形N合成器的压控振荡发生器(VCO)。ADF4360-7的中心频率是由外部传感器进行设定的。其允许频率范围从350MHz到1800MHz。另外可以选择使用2分频，则用户接受的射频输出信号频率范围在175MHz到900MHz。全部片内寄存器都是由一个简单的3线接口来控制的。设备操作电压范围从3.0V到3.6V并且在不使用时可以随时关
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闭。
Abstract:
The ADF4360-7 is an integrated integer-N synthesizer and voltage controlled oscillator (VCO). The ADF4360-7 center frequency is set by external inductors. This allows a frequency range of between 350 MHz to 1800 MHz. In addition, a divide-by-2 option is available, whereby the user receives an RF output of between 175 MHz and 900 MHz. Control of all the on-chip registers is through a simple 3-wire interface. The device operates with a power supply ranging from 3.0 V to 3.6 V and can be powered down when not in use.
关键词：压控振荡器、合成器、频率、结构、功能
Key words: VCO、synthesizer 、frequency、configuration、function
目录
集成整形N合成器的压控振荡器…………………………5
芯片特性………………………………………………5 应用范围………………………………………………5
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技术规范……………………………………………………6
时序特性………………………………………………7 极限工作范围…………………………………………8 管脚结构和功能描述………………………………………9 典型工作特性…………………………………………11 电路说明……………………………………………………17 参考输入部分…………………………………………17
比例器…………………………………………………17 A,B计数器……………………………………………17 R 计数器………………………………………………18 PFD和CHARGE PUMP…………………………………18 MUXOUT和LOCK DETECT………………………………19 输入转换寄存器………………………………………20 压控振荡器VCO ………………………………………20 锁存器结构……………………………………………23 开机……………………………………………………26 控制写入………………………………………………28 N计数器写入…………………………………………30 R计数器写入…………………………………………30 ADF4360-7的应用…………………………………………32 外观尺寸……………………………………………………39
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集成整形N合成器的压控振荡器 第4页 共40页
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芯片特性：
输出频率范围：350MHz 到 1800MHz 2分频输出 电源 3.0V 到 3.6V 逻辑兼容 1.8V *整形N合成器
可编程双模比例器 8/9，16/17 可编程输出电平 三线接口
逻辑锁与数字锁检测 硬件及软件关闭模式
应用范围:
手持无线通信(DECT, GSM, PCS, DCS, WCDMA)测试设备；无线局域网；有线电视设备
技术规范：
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AVDD = DVDD = VVCO = 3.3 V ± 10%； AGND = DGND = 0 V；TA = TMIN to TMAX
表1
参数 输入频率 输入灵敏度 输入电容 输入电流 鉴相器 鉴相器频率2 充电泵 耗尽层沟／源极3 最大电流 最小电流 Rest取值范围 漏泄电流ICP 3 耗尽层与电流匹配 ICP与 VCP关系 ICP与温度关系 逻辑输入 高压输入 低压输入 输入电流IINH/IINL 输入电容Cin 逻辑输出 VOH输出为1电压 IOH输出为1电流 VOL输出为0电压 电源 AVDD DVDD VVCO AIDD 4 DIDD 4 IVCO4,5 IRFOUT 4 睡眠状态4 射频输出特性5 VCO输出频率 VCO灵敏度 锁定时间6 频率推移(开环) 频率牵引(开环) 第二谐波含量 第三谐波含量 输出功率5,7 输出功率偏差 VCO调谐范围 噪声特性5 合成器相位噪声电平8 B方案 10/250 0.7/AVDD 0~ AVDD 5.0 ±100 8 2.5 0.312 2.7/10 0.2 2 1.5 2 1.5 0.6 ±1 3.0 DVDD – 0.4 500 0.4 3.0/3.6 AVDD AVDD 10 2.5 24.0 3.5–11.0 7 2050/2450 50 400 6 15 −19 −37 −13/−4 ±3 1.25/2.50 −111 −133 −141 −147 −172 −163 −147 −85 0.56 −65/−48 单位 MHz min/max V p-p min/max V max pF max µA max MHz max mA mA kΩ nA % % % V min V max µA max pF max V min µA max V max V min/V max mA mA mA mA µA MHz min/max MHz/V µs MHz/V kHz dBc dBc dBm dB V min/max dBc/Hz dBc/Hz dBc/Hz dBc/Hz dBc/Hz dBc/Hz dBc/Hz dBc/Hz 度 dBc/ dB 注释 f<10MH采用直流耦合CMOS兼容方波, 转换速率>21 V/µs 直流电偶 CMOS兼容 最大RSET = 4.7 kΩ 1.25 V ≤ VCP ≤ 2.5 V 1.25 V ≤ VCP ≤ 2.5 V 合成器固有噪声电平9 频带内的相位噪声10,11 RMS集成相位误差12 PFD寄生信号11,13 用MTLD信号做解锁电平 CMOS输出选择 IOL = 500 µA ICORE = 15 mA. 射频输出级可编程 ICORE = 15 mA 内部最终频率10HZ 在3分贝梯级锯台可编程, 和谐负荷参见输出功率匹配一节 100kHZ载波电流偏移量 1MHZ载波电流偏移量 3MHZ载波电流偏移量 10MHZ载波电流偏移量 PFD25kHZ PFD200kHZ PFD8MHZ 1kHZ载波电流偏移量 100HZ—100kHZ 1.工作温度范围 -40°C to +85°C 2.设计保证符合样值
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3.ICP内部参数使整个频率范围保持环路增益不变 4.TA= 25°C； AVDD = DVDD = VVCO = 3.3 V；P = 32 5.这些特征是为了保证VCO核心电流=15mA
6.变频范围1.45G—1.75G,PFD频率200kHZ,环路带宽10kHz 7.VVCO用50Ω负载电阻 8.VCO的噪声在开环下测量 9.合成器固有噪声通过测量VCO带内的相位噪声输出功率减去20logN(N为对频率的分频值) 10.相位噪声符合EVAL-adf4360-xEB1和HP8562E频谱分析仪, 频谱分析仪用来测量合成器输出, 偏移频率=1kHz
11.fREFIN=10 MHz；fPFD =200kHz；N=8000；环B/W=10kHz 12.fREFIN=10 MHz；fPFD=1MHz；N=1600；环B/W=25kHz 13.寄生信号符合EVAL-adf4360-xEB1和HP8562E频谱分析仪, 频谱分析仪用来测量合成器输出, fREFOUT = 10 MHz
时序特性
AVDD = DVDD = VVCO = 3.3 V ± 10%；AGND = DGND = 0 V；1.8 V and 3 V logic levels used； TA = TMIN to TMAX
表2
参数 限制在Tmin~Tmax(B方案) t1 20 t2 t3 t4 t5 t6 t7
单位 试验条件/注释 ns min LE建立时间 ns min 数据时钟建立时间 ns min 数据时钟保持时间 ns min ns min ns min ns min 时钟高电平持续时间 时钟低电平持续时间 LE时钟建立时间 LE脉冲宽度 10 10 25 25 10 20 第7页 共40页
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图2 时序特性表
极限工作范围
TA = 25°C，其它另做说明
表3
参数 AVDD~ GND1 AVDD~ DVDD VVCO~ GND VVCO~ AVDD 数字I/O口与地电位差 模拟I/O口与地电位差 REFIN与地电位差 工作温度范围 CSP θJA热阻抗最高结温 发光二极管焊接温度 气相（60S） 红外线（15S） GND = AGND = DGND = 0 V. 取值范围 −0.3 V ~ +3.9 V −0.3 V ~ +0。3 V −0.3 V ~ +3.9 V −0.3 V ~ +0.3V −0.3V ~ VDD+ 0.3 V −0.3 V ~ VDD + 0.3 V −0.3 V ~ VDD + 0.3 V 150°C 50°C/W 88°C/W 215°C 220°C 当芯片工作在高于以上所列的最大工作范围时将可能造成设备的损坏。这只是强度的范围；设备如需要工作在这些条件或其他高于所列条件下的情况没有列出。长时间处于最大范围条件下工作会影响设备的可靠性。
这种设备是一种带有＜1kv ESD范围的高性能射频集成电路，并且是ESD敏感的。应该采取适当的保护措施来操作装配。
晶体管参数
12543 (CMOS) and 700 (Bipolar)
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ESD注意
ESD(静电释放) 敏感装置。静电荷在人体和测试装置上积累到4000V并能毫无察觉的释放。虽然这种产品提供特有的ESD保护电路，但设备可能会受高静电能释放的影响而发生永久损坏。因此，适当的ESD预防可以避免性能的衰减或功能性的损坏。
管脚结构和功能描述
图3 引脚结构图
表4 各引脚说明及取值范围
引脚 1 2 引脚名称 引脚功能 供电系统接地。是从地到供电系统的返回通通路。 压控振荡器的电源.范围从3.0V到3.6V. 退耦电容器要那模拟接地平面应该地方尽可能靠近这个管脚,且AVDD必须和DVDD.有一样的值. 模拟接地. 这是从地返回通路的预定标器和压控振荡器。 压控振荡输出.输出级可从−4 dBm到 −13 dBm..输出信号的匹配是为了符合各种程度的信号输出. 第9页 共40页
CPGND AVDD AGND RFOUTA 3、8、11、12 4 51文档网 Http://www.51wengd.cn/ 为您整理
5 6 RFOUTB VVCO VTUNE L1 L2 CC RSET 压控振荡额外输出. 输出级可从−4 dBm到 −13 dBm.输出信号的匹配是为了符合各种程度的信号输出. 压控振荡器的电源.范围从3.0V到3.6V. 退耦电容器要那模拟接地平面应该地方尽可能靠近这个管脚,且AVDD必须和DVDD.有一样的值. 压控振荡器的输入控制端.这个电压决定于输出信号频率和来源于滤波器的芯片输出电压. 一个外部感应器到AGND必须连接到这个脚设置ADF4360-7的输出功率。L1和L2需要同样的值。因为感应系数大于3.3nH，需要在AGND并联一个470Ω的电阻。 内部补偿脚. 这个管脚必须同接地的10nF电容器断开 在此脚和CPGND之间联接一电阻.为当前合成器输出一电流.额定电压的电位在RSET端是0.6V它是跟ICP和 RSET有关. ICPMAX=11.75/RSET 注: ICPMAX=2.5mA. RSET=4.7 kΩ 7 9 10 12 13 14 15 16 CN DGND REFIN CLK DATA LE MUXOUT DVDD CE CP 内部补偿脚.这个脚必须用一个10uF的电容与VVCO隔开. 数字接地. 基准输入端. 这是一个输入电压值小于VDD/2直流电,输入电阻为100 kΩ的CMOS输入端.参考图10.这个引脚.能够从TTL或CMOS晶体振荡器中得到激励源. 串行时钟输入端. 这些时钟脉冲,被用于寄存器的数字时钟脉冲。在脉冲的上长升沿把数字信号送入到24位左移寄存器.这个输入是CMOS晶体管的高阻输入端. 串行数据输入端. 这些数据对两块LSB的有效控制位来说是MSB的第一负载. 这个输入是CMOS晶体管的高阻输入端. 使能端.当使能端为高电平时,CMOS输入信号.这些输入的数据锁存在左移寄存器的四个计数器中的一个里.相应的锁存器选择相应的控制位. 多路调制器输出端允许检测从外部输入的射频频率,或者基准频率。 数字电源。范围从3.0 V 到 3.6 V. 退耦电容器到数字地的接点尽可能靠近这个管脚。DVDD 必须和AVDD.有一样的值。 芯片使能端。使芯片断电的低电平,能使电路进入三态模式.想使此脚成高电平，可以使此脚断电悬空。 电流输出端。当启动时，加一个Icp到外部环路波器中，依次驱动内部的压控振荡器。 17 18 19 20 21 23 24
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典型工作特性
图4 VCO开环相位噪声，L1，L2=13nH
图5 VCO相位噪声，500MHz，200kHzPFD，环路带宽10kHz
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图 6 VCO相位噪声，250MHz，允许2分频，200kHzPFD，环路带宽10kHz
图 7 闭环相位噪声500MHz（信道间隔200kHz）
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图 8 参考分支500 MHz（信道间隔200kHz，环路带宽10kHz）
图 9 参考分支500MHz（信道间隔1MHz，环路带宽25kHz）
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图 10 VCO开环相位噪声，L1，L2=1.0nH
图 11 VCO相位噪声，1250MHz，200kHzPFD，环路带宽10kHz
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图 12 VCO相位噪声，625MHz，允许2分频，200kHzPFD，环路带宽10kHz
图 13 闭环相位噪声1250MHz（信道间隔200kHz）
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图 14 参考分支1250 MHz（信道间隔200kHz，环路带宽10kHz）
图 15 参考分支1250MHz（信道间隔1MHz，环路带宽25kHz）
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电路说明
参考输入部分
参考输入部分在图16中给出。SW1和SW2是常闭开关。SW3是常开开关。当电源给电，SW3闭合，SW1和SW2打开。这样可以保证REFIN管脚断开。
图 16 参考输入级
比例器（P/P+1）
双模比例器（P/P+1）,在计数器A,B的输入下，允许有较大分频比例N（N=BP+A）。双模比例器工作在CML水平，从VCO口获得时钟并分割为可用频率给A和B计数器使用。比例器为可编程的。它基于一个同步4/5核心并可以用软件设定工作在8/9或16/17比例下。尽管可以编程得到32/33的比例但在这里是不可用的。当接近于输出频率时会得到一个最小比例值；这个最小值取决于比例系数P,并由（P方-P）给出。
A,B计数器
A,B CMOS型计数器和双模比例器共同完成了较大分配比例的相同步逻辑反馈计数。计数器在比例器输出<=300MHz时工作。所以，当VCO的频率为2.5GHz时，比例系数应当选择16/17，而不能选择8/9。根据这个原理当VCO频率在700MHz以下时，系数为8/9是最好的选择。
脉冲消隐功能
A,B计数器和双模比例器所产生的频率由基带频率除以R得出，VCO频率等于下式：
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fvco是压控振荡器的输出频率
P是双模比例器比例系数（取8/9, 16/17等） B是13位计数器预设初值（取3—8191） A是5位计数器预设初值（取0—31）
fVCO是唯一的外部参考振荡器频率
图 17 A,B计数器
R计数器
14位R计数器允许将输入基带频率分频为PFD的基准时钟频率。分频比范围从1到16383。
PFD和CHARGE PUMP
PFD通过R计数器和N计数器的输入来提供一个比例信号输出，这个信号的相位和频率不同于输入。图18给出了个简单的例子。PFD中包含一个可编程延时器来控制反馈脉冲的宽度。这个脉冲保证了在PFD传送过程中不产生死区，并且可以减小最小相位噪声和参考误差。2bit的R计数器写入控制ABP2和ABP1共同决定了脉冲宽度。
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图 18 PFD原理图和时序图
MUXOUT和LOCK DETECT
对于ADF4360系列的多路复用输出允许用户在片内访问大量内部资源。MUXOUT的状态由M3,M2和M1的写入进行控制。由表7和图19表示MUXOUT的状态。
锁定检测
MUXOUT能够通过编程完成两种类型的锁定检测：数字的和模拟的。数字锁定检测是被激活的。当R计数器中的LDP写入被设定为0时，且当相位差错在3个连续相位检测周期中小于15ns时数字锁定检测被设定为高电平。
在LDP设定为1时，5个连续周期中小于15ns的相位错误需要设定锁定检测。它将一直被置为高电平直到在后来的PD周期中检测出一个比25ns还要长的相位错误。
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N沟道开环模拟锁定检测时要外接一个10K欧的上拉电阻。但锁定被检测出时，输出将为高电平并伴随很窄的低点平脉冲。
图 19 MUXOUT电路
输入转换寄存器
ADF4360系列数字部分包含一个24bit的输入转换寄存器，一个14bit的R计数器，和一个由5bitA计数器和一个13bitB计数器组成的18bitN计数器。数据在24bit转换寄存器的CLK信号上升沿被锁入其中。数据首先被存入MSB中。数据在LE的上升沿被转换寄存器转换为四个位置其中之一。而其最终位置决定于两个控制位C2和C1来决定。这些就是两个LSB，DB1和DB0。
这些位的情况由表5的真值表给出。表六给出的是这些电路是如何被编程的。附注测试模式写入是用于出厂测试的，所以用户不能对此部分编程。
表 5 C2和C1真值表
控制位 C2 0 0 1 1
C1 0 1 0 1 R控制 数据锁存器 控制锁存器 N控制（A和B） 测试方式锁存器 压控振荡器VCO
在ADF4360系列中VCO核心使用了8个交迭频带，如图20所示。在不需要很大的VCO
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敏感度和低相位噪声和刺激下覆盖了很宽的频率范围。
正确的频带是通过频带选择逻辑在开机时或N计数电路被更新时自动设定的。在开机时的写入顺序是非常重要的。这个顺序是： 1、R计数器电路 2、控制电路 3、N计数器电路
频带选择时需要占用5个PFD周期，VCO与输出的循环滤波器断开并与一个内部参考电平建立起联系。
图 20 频率vs VTUNE，ADF4360-7
R计数器输出被频带选择逻辑用作时钟信号并且不能超过1MHz。在R计数器输入时一个可编程的除法器允许输入被1，2，4，8除并且被写入R计数器中的BSC1和BSC2控制。当需要PFD品率超过1MHz时，分频率应当设定的使设备有充足的时间完成频带选择。
在频带选择之后，PLL工作恢复正常。Kv的值取决于使用的感应器的值。如果选择了2分频操作，其值也被除2处理。ADF4360系列包含了线性电路来减小产品Icp 和Kv的改变。
对于VCO核心编程时对操作电流要进行如下四步：5mA,10mA,15mA和20mA。这个由控制部分中的PC1和PC2决定。
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输出电平
ADF4360系列RFoutA和RFoutB管脚接在作为VCO缓存的NPN型差动放大电路的集电极，如图21所示。通过对控制部分PL1,PL2编程进而控制了差动边上的尾电流大小，使得用户可以在电能耗散和输出电能需要间进行优化。4个电流大小可以被设定为：3.5mA, 5mA, 7.5mA, 11mA。这些电流水平给出了他们输出电能水平分别为14 dBm, 11 dBm, 8 dBm和5 dBm。分别使用一个50欧电阻并搭配一个50欧负载。作为选择，所有输出都能合成为1+1:1形式或是180度微波调制（参考输出匹配部分）。
如果输出是被独立使用的，在优化输出电平时还要考虑到并联电感的问题。
ADF4360系列的另一个特性是RF输出的电流供应在数字锁定检测电路达到锁定标准之前一直都为关闭的。这个允许通过MTLD来进行控制。
图 21 ADF4360-7输出级
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锁存器结构
表 6 闭环结构
闭环控制
比例 断电断电电流调整值 P2 P1 电流调整1 输出电平 静增三极MUXOUT控复位 M1 CR 2 1 2 噪 益 态 性CPG CP PDP M3 制 M2 功率控制位 电 平 PC2 PC1 C2(0) C1(0) DB23 DB22 DB21 DB20 DB19 DB18 DB17 DB16 DB15 DB14 DB13 DB12 DB11 PD2 PD1 CPI6 CPI5 CPI4 CPI3 CPI2 CPI1 PL2 PL1 MTLD DB10 DB9 DB8 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 N计数器
分频二分 C P选择 频 增 益 divseDIV2 CPG B13 B12 B11 B10 B9 l B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 13位B计数器 储存 RSV A5 5位A计数器 控制位 DB23 DB22 DB21 DB20 DB19 DB18 DB17 DB16 DB15 DB14 DB13 DB12 DB11 DB10 DB9 DB8 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 A4 A3 A2 A1 C1(1) C1(0) R计数器
储 储 波 段 测试检测 后沿脉 存 存 选 择 方式 锁 冲宽度 14位引用计数器 控制位 DB23 DB22 DB21 DB20 DB19 DB18 DB17 DB16 DB15 DB14 DB13 DB12 DB11 DB10 DB9 DB8 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 divseDIV2 CPG B13 B12 B11 B10 B9 l B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 RSV A5 A4 A3 A2 A1 C1(1) C1(0)
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表 7 控制锁存器
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表 8 N计数器
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表 9 R计数器
开机
开机顺序
ADF4360-1开机的启动顺序为： 1、R计数器 2、控制锁存器 3、N计数器
初始化开机
初始化开机提供了对AVDD, DVDD, VVCO和CE管脚电压值得编程。在初始化开机时，对于控制模块的变成和对N计数器编程之间必须留有空隙。这个空隙允许一个很短暂的动作使得ADF4360-7由开机状态转为稳定运行状态。
在初始化开机过程中，一个对于控制写入操作开启了了模块并且一个VCO产生一个偏置电流。如果这些电流没能达到其稳态值得10%，并且N计数电路在之后又被编程，则VCO可能不会按照其预想的频率进行振荡，且使得频带选择逻辑无法正确选择频带并且ADF4360-7也不能完成锁定。如果插入了推荐的间隙并且N计数器模块被编程，那么频带选择选择逻辑
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将给出正确频带并且锁定在正确频率上。
间隔持续的时间是由Cx脚的电容值所决定的。这个电容被用作减少ADF4360-7VCO口的封闭噪声。电容的推荐值为10μF。当使用这个容值的电容时要保证在写入控制模块和写入N计数器模块内容之间存在一个>=10ms的间隔。如果需要更小的延迟，那么电容的容值可进一步减小。在这种使用条件下有可能产生一个微小的相位噪声，在表10中将给出更为详尽的描述。
表 10 电容CN与延迟和相位噪声的关系
闭环控制与N计数器之间的延迟 开环相位噪声10kHz的偏移量 开环相位噪声10kHz的偏移量 （L1和L2=1.0nF） （L1和L2=13.0nF） CN 10µF ≥10ms 440nF ≥600µs
-90dbc -88dbc -99dbc -97dbc
图 22 ADF4360-7开机时序图
硬件开机/关机
如果ADF4360-4通过硬件断电(使用CE脚)和供电到N位计数器断电期间都不会有任何改变。锁存时间在一固定频段。这个锁存时间根据这个CN端的电容值来定,10uF的电容的锁定时间小于5mS。使能端440nF的电容锁存时间小于660uS。
软件开机/关机
当这一部分被断电时,N位计数器的值不能改变。因为在它供电时不能锁定在一固定的频段里如果是这样的话。对于R计数器在供电后的正确的脉冲序列由锁存器和N位计数器控制。
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对于锁存器和N位计数器之间的时间间隔,由最初的电源脉冲决定。
控制写入
当(C2,C1)=(0,0)时控制写入被编程，表7对编程控制模块输入数据格式进行了说明。
比例值
在ADF4360系列中，控制写入中的P2与P1决定了比例值。
关闭
DB21和DB20提供了通过编程的关闭模式。
在编程控制的异步关机中，设备将在PD1位置1并且PD2位置0后立刻关闭。并且在这种关闭条件下，设备的关闭被充电激励电路所限制来以防产生频率跳变。当项PD1位写入1时关闭被准许，设备将在R计数器输出的第2个上升沿进入关闭过程，再此之后LE将成为高电平。当CE脚为低电平时，设备将立即忽略PD1和PD2的电平。
当关闭被激活时，操作按以下顺序发生： 1、所有活动的直流通路被移去
2、R,N和时钟输出计数器被强制设定在读状态 3、充电激励电路被强制设定为第三种状态 4、数字锁定检测被复位 5、RF输出将变为高阻态 6、参考输入缓冲电路禁用
7、输入寄存器保持工作，并可进行读取或写入数据
充电激励电路电流
CPI3,CPI2,CPI1决定电流设定1 CPI6,CPI5,CPI4决定电流设定2 真值表在表7中给出。
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输出电平
PL1位和PL2位设定了VCO的输出点评。真值表在表7中给出。
复合锁定检测
控制写入的DB11是复合锁定检测位。当这个功能被允许使用后，保证RF输出只能在PLL被锁定的状态下才能变化。
CP的获得
DB10是控制写入中的充电激励获得位。当它被程序设定为1时，使用电流设定2。当它被程序设定为0时，则使用电流设定1。
充电激励第三态
这一位被置1时将充电激励设定为第三态。当置0时为正常操作。
相位检测器极性
ADF4360系列中PDP位用来表示相位检测器极性。当它被程序置1时使用片上VCO的被动循环滤波器或使用一个主动放大式滤波器。这一位也可以被置0，则代表需要使用一个主动间隔循环滤波器。
MUXOUT控制
片上多路复用器由M3,M2和M1控制。其真值表为表7所示。
计数器复位
DB4位是用作计数器复位的。当其置1时，计数器R,A,B都将被复位。在正常操作时，该位置0。
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核心电平
PC1和PC2时用来设定VCO核心电平的。建议设定值为5mA。可参考真值表7
N计数器写入
表8提供了N计数器写入时的输入数据格式
A计数器写入
A5到A1定义5位A计数器。其使用范围为0(00000)到31(11111)
保留位
DB7是一个保留位，应当在程序中置0 B计数器写入
B13到B1定义了B计数器。其使用范围为3到8191
全部分频范围
全部分频范围由公式((P*B)+A)定义,P位比例系数值
CP的获得
DB21是N计数器写入中的充电激励获得位。当它被程序设定为1时，使用电流设定2。当它被程序设定为0时，则使用电流设定1。这一位也可通过控制写入的DB10来确定。无论是在操作写入或是N计数器写入时，位的操作值总是以最后一次写入为准。
2分频
DB22是2分频位。当被设定为1时，2分频功能被选中。当设定为0时，则为正常操作。
2分频选择
DB23是2分频选择位。当被置1时，2分频输出将作为比例输入。当被置0时，则用作
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基本的比例输入。举例来说，使用2分频特性并且PFD频率为200KHz, 用户需要N=5000以获得500MHz频率。当2分频选择位置高时，用户需保持N=2500。
R计数器写入
当(C2,C1)=(0,1)时R计数写入被编程。表格9表示了在进行R计数器写入时的输入数据格式。
R计数器
R1到R14定义分频比，其范围是从1到16383
反馈脉冲宽度
DB16和DB17定义了反馈脉冲宽度
锁定检测精确度
DB18位锁定检测精确度定义位。这一位设定了锁定状态下参考周期中小于15ns相位错误的个数。当LDP置1时，将使用5个周期；当LDP置0时，将使用3个周期。
测试模式位
DB19位测试模式位并且应当被置0。当TMB=0时，测试模式内容将被正常操作所忽略。注意：测试模式是用作出厂检测的所以用户不能自行定义。
频带设定时钟
这些位设定了频带选择逻辑所使用的时钟输入。R计数器的值为默认的时钟输入，但是当其值过高时，分频器能够转换R计数器输出为较小值，参见表9。
保留位
DB23和DB22是保留位，应当被程序置0。
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ADF4360-7频率合成器的应用
频率发生器
宽频带AD4360—7，外加在芯片内的分配器，可以实现理想的通用时钟发生器或本地振荡信号。
时钟发生器要实现调频带，必须使用一外部的分配器。ADF4007包含一可编程的除法器，允许的标比度为8，16，32和64。这个下分裂信号来自于ADF4007的多路复用器输出脚。
可以供给ADF4007的最小频率为500MHz。因此，2.2nH感应器用来设置1GHz的基本振荡频率，变动范围为950MHz到1100MHz。
这个允许频率最低8MHz到最高137MHz将产生独立系统，用图23的电路表示出来。ADF4360—7正常产生频率为1024MHz，ADF4007则需要除以8。供应的频道间隔为100kHz，一PDF频率的800kHz用作ADF4360—7的锁相环。环路的带宽为20kHz。
图23表示的系统的输出范围大约为120MHz到135MHz。输出阶段的噪声-104dBc，偏移量1kHz。使用不同的感应器允许值的ADF4360—7用于综合处理任何不同频率范围的过压操作（235MHz到1800MHz）。
图23，频率发生器
ADF4360—7能用于在许多不同频率简单的选择外部感应器给出正确的输出频率。图24表示外部感应器的最小值和最大值。正确的感应器将包含想得到的最小值和最大值。感应器将使用0402CS的工艺。为了减少互耦，感应器将放置成对应的直角。
如图24所示，最低的感应值为1.0nH，中心频率大约为1300MHz。因为感应系数少于2.4nH，将会用到一印刷电路板轨迹迹线，一短路。最低中心振荡频率大约为350MHz，用30nH
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的感应器达到。
这个表达关系式为：
图24-输出中心频率，外部感应系数。
Fo是中心频率，LEXT是外部电感。
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图25表示调谐灵敏度(in MHz/V)和感应系数(nH)的关系
VCO的中心带电容近似值为6.2pF，内电感系数近似值0.9nH。VCO的灵敏度的频率变化尺度和调谐电压，是低通滤波器的重要参数。
图25表示调谐灵敏度(in MHz/V)和感应系数(nH)的关系。由图可知，随着感应系数的增加，灵敏度就开始下降。这个关系来自于上面的关系式。因为感应系数的增加，变容二极管电容的变化较少的影响到了频率。
固定频率LO
图26表示ASF4360-7的固定频率LO为500MHz。低通滤波器用ADIsimPLL设计，频率间隔为8MHz，开环带宽为30kHz。ADF4360-7的最大PFD频率为8MHz。因为使用最大PFD频率允许通过一个小的N分频，是频带内的相位噪声尽可能降低，-109 dBc/Hz。LO典型的残差均方相位噪声(100 Hz to 100 kHz)结构是0.3°。Fox的基准频率来自于16 MHz TCXO；因而，是一个R值为2的程序。考虑到高PFD频率和它对波段逻辑选择的影响，使带内时钟分配器启动。既然如此，选择8的特征值。一个非常简单的上电阻和隔直电容器组成RF输出级。
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图 26 固定频率LO
分界面
ADF4360系列有一个简单的SPI，兼容的串行接口分界面写入装置。CLK，DATA和LE控制数据的传送。当LE高电平是，24位的时钟适当的寄存上升沿CLK转为闭锁。图-2为时间矢量图，表5位真值表。
最大允许的连续的时钟频率是20MHz。这意味着最大更新速度可能是833kHz或者是一个更新每次1.2 μs.。这当然更加适用于闭锁时间好几百微秒的系统。
ADuC812 Interface
图27表示界面是ADF4360系列和AduC812MicroConverter。因为AduC812是以8051芯片为基础，这个结构能同任何8051构成微型控制器。MicroConverter以SPI为主要模式CPHA=0。开始运转，I/O端口控制LE下降。ADF4360系列的每个闭锁需要24位字节，MicroConverter装置由3个8位字节完成。在第三字节后开始写，LE输出将上升以完成转换。
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图 27 ADuC812 to ADF4360-x Interface
I/O端口线路在AduC812上同样用来控制断电（CE输入）和探测锁。当这种模式开始运行时，AduC812的最大时钟频率为4MHz。这就意味着输出频率的最大值变为166kHz。
ADSP-2181 Interface
图28表示ADF4360系列和ADSP-21xx数字信号处理器的界面。ADF4360系列需要一24位连续字闭锁写出。最简单的方式是用ADSP-21xx系列自动数字处理系统的autobuffered传送模式完成。
设置字长为8位，用3个存储单元共24位字节。24位闭锁程序，储存8位字节，使得autobuffered模式启动，通过寄存器传送给DSP。最后由autobuffered开始传送。
图 28 ADSP-21xx to ADF4360-x Interface
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PCB的设计和芯片封装
芯片封装比例（CP-24）长方形。印刷电路板的封装导线长度为0.1mm，宽为0.05mm。导线必须居中保证焊接的最佳化。
芯片的底部按比例封装散热片。印刷电路板必须大于板上的散热片。在印制板上，散热片与垫片内缘之间必须有0.25mm的间隔以避免短路。
散热系统中的散热片能够改善印制板的封装性能。如果使用散热系统，必须将散热片上的变节距栅极合成一体。导线直径在0.3mm到0.33mm之间，将会镀上1盎司的铜在接口。
用户将印制板的散热片和AGND连接。内接在AGND内。
输出匹配
ADF4360-7有许多方法与输出匹配达到最佳性能；最基本的是使用一50Ω的电阻器VVCO。100pF的旁路电容串联，如图29所示。因为电阻器不是随频率而定，将提供一个好的宽带匹配。功率输出在这个电路中象征性的为0.5dBm，负荷50Ω。
图 29 Simple ADF4360-7 Output Stage
一个最佳解决方案是用一分路感应器到VVCO。给出了一个最佳匹配，更多的输出功率。另外，一级感应器后加直流旁路电容引起LC电路的共振。谐波振荡器输出大约为10dB附加的二次谐波。分路感应器需要一较高的值(>40 nH)。
实践表明图30所示的电路提供一良好的和50 Ω相接近的工作范围的ADF4360-7 (850 MHz to 950 MHz)。这个大约为0.2dBm的输出功率并联特有频率范围3.9nH的ADF4360-7芯片。其他频率，调谐LC推荐值。附加结构可以使用经过测试的EVAL-ADF4360-7EB1评定板。
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图 30 Optimum ADF4360-7 Output Stage
如果用户不需要ADF4360-7上的可用微分输出，可以终止不用的输出使用不平衡变压器把输出端结合。图31 所示的电路展示了最好的合并输出。
图31所示的电路为一集中点阵LC变压器。它的设计是中心频率为900MHz，输出为5.0 dBm。级数为7.5 nH的感应器用来关掉在设计板上的寄生电容，其他电路用来转换RF input by +90° 和the second by .90°之间的输出。9.0 nH的感应器和3.3 pF的电容器实现功能。为了保证RF良好的性能，图30和图31都包含了0402/0603感应器and AVX 0402薄膜电容。
图 31 Balun for Combining ADF4360-7 RF Outputs
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外观尺寸
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结论
ADF4360-7是一款整合了整形N合成器的压控振荡发生器(VCO)。
ADF4360系列的多路复用输出允许用户在片内访问大量内部资源。在ADF4360系列中VCO核心使用了8个交迭频带，在不需要很大的VCO敏感度和低相位噪声和刺激下覆盖了很宽的频率范围。ADF4360系列RFoutA和RFoutB管脚接在作为VCO缓存的NPN型差动放大电路的集电极，通过对控制部分PL1,PL2编程进而控制了差动边上的尾电流大小，使得用户可以在电能耗散和输出电能需要间进行优化。ADF4360系列的另一个特性是RF输出的电流供应在数字锁定检测电路达到锁定标准之前一直都为关闭的。
参考文献
黄智伟。无线发射与接收电路设计。北京航空航天大学出版社
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