摘要：介绍了美国National Semiconductor公司生产的锁相式频率合成器LMX2320的内部结构及原理功能，深入研究了LMX2320的结构特点，并在此基础上给出了一个基于LMX2320的环路滤波器的设计方案，该方案可较好地满足工程设计中对相位噪声的要求。

    关键词：锁相环 频率合成 环路滤波 LMX2320

1 引言

美国国家半导体公司（National Semiconductor）生产的LMX2320是一种高性能的集成锁相环频率合成器芯片，它在一块很小的芯片内集成了锁相式频率合成器的多种重要部件，使用时只需再合理搭配上一、二块集成电路和少量的外围电路，即可构成一个完整且可靠性很高的频率合成器，该芯片设计应用简单灵活，且能减小系统体积。

2 LMX2320的结构及性能

2.1 LMX2320的结构

图1为LMX2320的结构功能方框图，它主要由数字鉴相器、参考振荡器、参考分频器、程序分频器以及电流开关电荷泵等电路组成。其主要特性如下：

●工作频率高达2.0GHz；

●电源电压范围为2.7～5.5V；

●电流消耗典值为10mA；

●具有64/65或128/129可选的双模前置分频器；

●内含平衡式、低泄漏电荷泵；

●具有节能工作模式。在Vcc=3V时，电流消耗典型值为30μA；

●采用20脚TSSOP封装。

2.2 LMX2320的引脚说明

LMX2320芯片各引脚的功能说明如下（括号内的数字为引脚号）：

OSCin(1)、OSCout（3）：参考振荡器的输入端、输出端，其中输入端具有Vcc/2的输入门限，由外部CMOS门或TTL门来驱动，也可用作外部提供的参考振荡器缓冲器；

Vp(4)：电荷泵的工作电压输入端，其输入电压必须大于Vcc；

Vcc(5)：电源电压输入端，范围为-0.3V～+6.5V。电源滤波的旁路电容应尽可能靠近该脚，并直接连接到地；

Do(6)：内部电荷泵输出端，可通过环路滤波来控制外部VCO；

GND（7）：地；

LD（8）：锁定检测输出端，当环路处于锁定状态时，该脚输出高电平并有窄的负脉冲；

Fin(10)：前置分频器输入端，小信号输入；

CLK（11）：高阻CMOS时钟输入端，数据在时钟的上升沿进入各计数器和寄存器；

DATA（13）：高阻COMS二进制串行数据输入端，数据传输顺序为：高位在前低位在后；

LE（14）：使能输入端，当LE端变为高电平时，移位寄存器中的数据将送到相应的闭锁。LE电平由高到低或由低到高变化时，CLK端必须保持在低电平（见图2所示的时序图）；

FC（15）：相位选择控制端，低电平时鉴相器和电荷泵的极性反转；

BISW（16）：模拟开关输出端，当LE为高电平时，模拟开关接通