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电路笔记

电路设计中采用ADI的产品

快速，自信地使用这些产品的配对。

欲了解更多信息和/或支持电话1-800- AnalogD

（ 1-800-262-5643 ）或访问www.analog.com/circuit 。

设备连接/参考

ADF4156

6 GHz的小数N分频PLL

ADF5001

18 GHz的分频预分频器4

单电源，轨到轨输入/输出

OP184

运算放大器连接器

CN-0174

低噪声， 12千兆赫，微波小数N分频锁相环（ PLL ）

使用有源环路滤波器和RF预分频器

电路功能与优势

该电路是一个完整的实现低噪音

采用微波小数N分频PLL的

ADF4156

为核心

小数N分频PLL器件。该

ADF5001

外部预分频器

用于向上延伸PLL的频率范围内，以18千兆赫。

一款超低噪声

OP184

运算放大器，具有适当的偏压和

滤波被用来驱动一个微波VCO的实施

完整的低噪声PLL在12 GHz的测量的集成

0.35 ps的均方根相位噪声。这个功能通常用于

产生本振频率（ LO），用于应用程序的

如微波点对点系统，测试和

测量设备，汽车雷达，军事

应用程序。

电路描述

电路的框图，如图1所示。

一个12 GHz的VCO从协同微波公司，

DXO11751220-5,

被选作该电路中，虽然任何

VCO从4 GHz的18 GHz的也可以正常使用，

提供环路滤波器被适当地重新设计。作为与

大多数微波压控振荡器时，协同VCO具有广泛

输入调谐范围为0.5 V至15 V ，这就需要有一个活跃的

PLL环路滤波器的低电压之间的接口

ADF4156

电荷泵（ 5.5 V最大输出）与VCO输入。

该

OP184

被选择作为运算放大器的有源环路滤波器

由于其优良的噪声性能，以及它的输入

ACTIVE PLL环路滤波器， 30kHz的闭环带宽

1.8nF

3.3V

330

VDD1

VDD2

RFOUT

脱钩

集成

AVDD

RFinA

DVDD

100

1.8nF 15V

GND

47k

15V

1.8nF

47nF

ADF5001

预分频器

RFIN

RFOUT

GND

RFINB

ADF4156

PLL

CPOUT

OP184

运算放大器

2.2V

8.2k

6分贝PAD

150

RFOUT

VCC

VTUNE

VCO

DXO11751220-5

GND

09259-001

SYNERGY

12GHz的OUT

图1.低噪声微波小数N分频PLL （原理示意图：所有连接和去耦未显示）

REV 。一

从ADI公司的实验室电路电路的设计和ADI公司建

工程师。标准的工程实践中已采用的设计和施工

每个电路，其功能和性能进行了测试和验证在实验室环境

室温。但是，你是全权负责测试电路，并确定其

适宜性和适用性的使用和应用。因此，在任何情况下， ADI公司

对于直接的，间接的，特殊的，附带的，后果性的或惩罚性赔偿责任因任何原因引起的

任何连接到使用任何电路从实验室电路。（下转最后一页）

一个技术的方式， P.O. 9106箱，诺伍德，MA 02062-9106 ， U.S.A.

联系电话： 781.329.4700

www.analog.com

CN-0174

输出轨至轨工作。低噪声运算放大器是必需的

因为运算放大器的输出噪声将被送入到RF

输出，形由有源滤波器的响应。输入电压轨至轨

操作也是PLL的活性非常重要的考虑

过滤器，因为它允许使用一个单一的运算放大器供电。这是

因为电荷泵输出（ CPOUT ）将开始在0 V上

上电时，它可能会导致运算放大器，做题

不具有轨到轨输入电压范围。这也使

运算放大器的非反相输入端，以在电压被偏置

内置有余量的偏压的任何变化地上

电压由于电阻失配或温度变化。

它建议设置偏置电压电平，以约

一半的电荷泵电源（ VP ），因为这符合这两个输入

电压范围要求有充分的裕量，并给出

最好的电荷泵杂散性能。测量该

电路笔记采取与VP = 5 V和运算放大器的共

模偏置= 2.2 V.为了尽量减少任何参考噪声馈

通过， 1μF的大去耦电容被放置在靠近

到非反相运算放大器输入端，如图1 。

该电容与47 kΩ电阻构成的RC滤波器

用一个截止低于10赫兹。

表1.测试测量设置

参数

RF频率

ADF4156 RF输入频率

PLL环路滤波器的带宽

参考输入频率

PFD频率

电荷泵设置

PD极性位

噪声模式

价值

100

负

低噪音

电路笔记

单位

GHz的

千赫

兆赫

这个或任何高速电路的性能是高度

依赖于适当的PCB布局。这包括，但不

仅限于电源旁路，受控阻抗线路

（如需要），元件布局，信号布线，电源

层和接地层。（见

教程MT-031 ， MT- 101Tutorial ，

和

文章

实用指南高速印刷电路板

布局，

了解有关PCB布局的详细信息。）

–60

–70

–80

测量的相位噪声

相位噪声（ dBc的/赫兹）

环路滤波器的设计

利用ADI公司免费做的PLL环路滤波器的设计

仿真工具，

ADIsimPLL可以。

这个工具允许设计

模拟几个无源和有源PLL环路滤波器拓扑结构

并具有内置ADI公司的运算放大器，一个图书馆，

包括重要的运算放大器的规格，如电压和

电流噪声，输入失调电流和偏置电流和电源电压

范围内。仿真工具精确地预测PLL的闭环

相位噪声，并且能够运算放大器噪声的影响，沿建模

与其他PLL环路元件的噪声。的的ADIsimPLL

仿真设计文件，本电路笔记可以在这里找到

www.analog.com/CN0174_ADIsimPLL.

一个反相拓扑与预过滤被选择。预滤波

是可取的，以便不过驱动放大器与非常

来自电荷泵-可能杀死短的电流脉冲

速率限制输入电压。当使用反相拓扑结构，

以确保在PLL IC允许PFD是很重要

极性反转，抵消运算放大器的反相，

和驾驶以正确的极性的VCO 。该

ADF4156

PLL有这个PD极性选项。

–90

–100

–110

–120

–130

–140

–150

09259-002

的ADIsimPLL

模拟相位噪声

–160

100

10k

100k

10M

100M

频率偏移载波（赫兹）

图2.与实测的12 GHz的模拟PLL相位噪声性能

常见变化

有可用多种有源环路滤波器拓扑结构

的ADIsimPLL ，同时使用反相或非反相运算放大器

配置。相位噪声的取舍，可以调查

中的ADIsimPLL 。反相拓扑结构可以让你获得

输出电压低至运算的最小输出电压

放大器，其可以是低至125毫伏的

OP184.

相反

到非反相拓扑，其中所述输出电压是

限制到最小电荷泵电压（ 0.5V）乘以

由非反相增益。

设置和测量

用于电路中的设置在表1中的测量，给出

结果示于图2中相对于模拟的性能

作为预测的ADIsimPLL 。如可以看到的结果一致

相当不错的。测得的积分相位噪声为0.35 ps的均方根。

测量装置示于图3 。

版本A |第3页2

CN-0174

信号发生器

R&S SMA100A

10MHz的参考同步

电路笔记

100MHz

频谱分析仪

[ R&S FSUP26 ]

ADF4156

板

RFIN

ADF5001

板

RFOUTB

CPOUT

2路分流器

ZFRSC-183-S+

RFOUTA

有源滤波器

板

VTUNE

SYNERGY VCO

板

RFOUT

15V

电源

图3.测量电路

了解更多

为CN - 0174的ADIsimPLL设计文件

的ADIsimPLL设计工具

的ADIsimPower设计工具

Ardizzoni ，约翰。

“A

实用指南高速Printed-

电路板布局“

模拟对话，

39-09九月

2005.

哈尼，奥斯汀。 “设计高性能锁相环

循环使用高压VCO的“

模拟对话，

Dec.2009.

MT- 031教程，

接地数据转换器及解决

神秘“ AGND ”和“ DGND ”的，

ADI公司。

MT- 086教程，

锁相环路的基本原理，

类似物

设备。

MT- 101教程，

去耦技术，

ADI公司。

数据手册和评估板

ADF4156数据表

ADF4156评估板

ADF5001数据表

ADF5001评估板

OP184数据表

修订历史

3月11日 - 修订版。 0到版本A

图2 ..............................................变化............................ 2

10月10日 - 修订版0 ：初始版

（从第一页）实验室电路电路仅用于与ADI的产品使用，并且ADI公司或者其授权的知识产权。当你

可以使用来自于您的产品的设计实验室电路的电路，没有其他获发牌照以暗示或其他任何专利或其他知识产权所

应用程序或使用实验室电路的电路。信息ADI公司提供的被认为是准确和可靠。然而，从实验电路的电路被提供

"as is"并没有任何形式的明示，暗示或法定，包括但不限于适销性或适用性的任何暗示的保证为特定

目的和承担任何责任由Analog Devices供其使用，也不对第三方专利或其他权利的任何侵犯，可能导致从他们的使用它。 ADI公司

保留更改from the Lab实验室电路的任何电路在任何时候，恕不另行通知的权利，但没有义务这样做。

注册商标均为其各自所有者的财产。

CN09259-0-3/11(A)

版本A |第3页3

09259-003

4 GHz至18 GHz的分频预分频器4

ADF5001

特点

除以4分频器

高工作频率： 4 GHz至18 GHz的

集成RF去耦电容

低功耗

主动模式： 26毫安

掉电模式： 7毫安

低相位噪声： -150 dBc的/赫兹

单直流电源： 3.3 V兼容ADF4xxx锁相环

温度范围： -40

C至+105

小型封装为3mm × 3 mm LFCSP封装

功能框图

BIAS

ADF5001

VDDX

100

1pF

RFOUT

RFOUTB

1pF

3pF

RFIN

DIVIDE

08402-001

应用

点至点收音机

VSAT收音机

通信测试设备

GND

图1 。

概述

该ADF5001预分频器是一款低噪声，低功耗，固定RF

可用于分割下来的频率为分频块

高达18 GHz到合适的一个较低的频率，以便输入到一个

PLL集成电路，如

ADF4156

ADF4106.

该ADF5001

提供了一个除以4的功能。该ADF5001工作掀起了

3.3 V电源供电，具有差分100 ΩRF输出，可

直接接口的PLL的差分RF输入，如

ADF4156和ADF4106 。

第0版

信息ADI公司提供的被认为是准确和可靠。然而，没有

责任承担ADI公司供其使用，也为专利或其他任何侵权行为

第三方可能导致其使用的权利。规格如有变更，恕不另行通知。没有

获发牌照以暗示或其他方式ADI公司的任何专利或专利权。

商标和registeredtrademarks是其各自所有者的财产。

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传真： 781.461.3113

ADF5001

特点................................................. ............................................. 1

应用................................................. ...................................... 1

概述................................................ ......................... 1

功能框图............................................... ............... 1

修订历史................................................ ............................... 2

规格................................................. .................................... 3

绝对最大额定值............................................... ............. 4

ESD注意事项................................................ .................................. 4

引脚配置和功能描述.............................. 5

典型性能特征.............................................. 6

评估板的PCB ............................................... ....................... 7

PCB材料层叠的............................................. .................... 7

物料清单............................................... ............................... 7

应用电路................................................ ............................ 8

外形尺寸................................................ .......................... 9

订购指南................................................ .............................. 9

修订历史

10月9日 - 修订版0 ：初始版

第0版|第12页2

ADF5001

特定网络阳离子

VDD1 = VDD2 = 3.3 V± 10 ％， GND = 0 V ; dBm的简称50 Ω ;牛逼

= T

民

给T

最大

中，除非另有说明。工作温度

范围为B版本为-40 ° C至+ 105°C 。

表1中。

参数

射频特性

最大输入频率

最小输入频率

RF输入灵敏度

输出功率

民

B版本

典型值

最大

+10

150

单位

GHz的

DBM

dBc的/赫兹

DBM

dBc的

CE为高。

CE为低。

测试条件/评论

相位噪声

反向漏

二次谐波含量

三次谐波含量

第四谐波含量

第五谐波含量

CE输入

，输入高电压

，输入低电压

电源

国际直拨电话（ IDD1 + IDD2 ）

活跃

掉电

4 GHz至18 GHz的。

单端输出连接到50 Ω负载。

差分输出连接到50 Ω负载。

差分输出连接到100 Ω的负载。

输入频率（f

）= 12千兆赫，偏移量= 100千赫。

RF输入功率（P

）= 0 dBm时， RFOUT = 4千兆赫。

2.2

0.3

3.0

3.3

3.6

12.5

工作温度范围为B版为-40 ° C至+ 105°C 。

第0版|第12页3

ADF5001

绝对最大额定值

表2中。

参数

VDDX到GND

RFIN

工作温度范围

工业（B版）

存储温度范围

最高结温

LFCSP θ

热阻抗

峰值温度

在峰值温度的时间

等级

0.3 V至3.9 V

10 dBm的

-40 ° C至+ 105°C

-65 ° C至+ 150°C

150°C

27.3°C/W

260°C

40秒

这个装置是一个高性能的RF集成电路用

2 kV的ESD额定值，人体模型（ HBM ），是ESD

敏感的。适当的预防措施应采取的处理和

装配。

ESD警告

注意，超出上述绝对最大额定值

可能对器件造成永久性损坏。这是一个应力

只有等级;该器件在这些或任何功能操作

上述其他条件下的作战指示

本规范的部分，是不是暗示。暴露在绝对

最大额定值条件下工作会影响

器件的可靠性。

第0版|第12页4

ADF5001

引脚配置和功能描述

15 VDD1

14 VDD2

16 GND

13 GND

GND 1

RFIN 2

GND 3

GND 4

销1

指标

12 GND

11 RFOUTB

10 RFOUT

9 GND

ADF5001

顶视图

（不按比例）

笔记

1. NC =无连接。

2.裸露焊盘必须

连接到GND 。

GND 8

GND 5

NC 6

CE 7

图2.引脚配置

表3.引脚功能描述

PIN号

助记符

描述

RF地面。所有接地引脚应连接在一起。

1 ，3，4 ，5，8 ，9，12 ，GND

13, 16

RFIN

单端50 Ω输入到RF预分频器。该引脚为交流耦合通过3 pF电容内部。

无连接。该引脚可以悬空。

芯片使能。该引脚为高电平有效。当CE为低电平时，器件进入掉电模式。如果

这个功能不是必需的，该引脚可以悬空，因为它会被内部上拉

通过弱上拉电阻。

RFOUT

分频预分频器的输出。该引脚有一个内部100 Ω的负载电阻连接到VDD2和

交流耦合为1pF电容。

RFOUTB

互补的分频预分频器的输出。该引脚有一个内部100 Ω的负载电阻连接

到VDD2和1 pF左右的交流耦合电容器。

VDD2

电源电压为输出级。该引脚应去耦至地， 1 nF的电容和

可以直接连接到VDD1 。

VDD1

电源电压为输入级和分频器模块。该引脚应去耦至地，

1 nF的电容。

EPAD

LFCSP封装具有裸露焊盘必须连接到GND 。

第0版|第12页5

08402-002