锁相环(ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ)是一种建立在相位负反馈根底之上的闭环操控体系，对相位噪声和杂散具有很好的抑制作用，因而在电视、仪器、通讯等许多范畴得到了广泛的使用。ＡＤＩ公司出产的ＡＤＦ４１１３的最大ＲＦ输入频率可达４ＧＨｚ，内置可编程预分频器，具有电荷泵电流编程功用，可使用于无线射频通讯体系基站和手机、ＷＬＡＮ以及通讯检测设备、ＣＡＴＶ设备中，是一款性价比很高的电荷泵锁相芯片。
１、主要功用及作业原理
ＡＤＦ４１１３可用于无线射频通讯体系基站、手机、ＷＬＡＮ、通讯检测设备及ＣＡＴＶ设备中，其主要功用特色如下：
●作业电压：２．７～５．５Ｖ，一起还供给外部可调的电荷泵电压调理功用；
●最高鉴相芯片５５ＭＨｚ，最高ＲＦ输入频率达４ＧＨｚ；
●具有四组可编程双模分频器８／９、１６／１９、３２／３３、６４／６５；
●内置可编程电荷泵电流和可编程反冲（ａｎｔｉｂａｃｋｌａｓｈ）脉宽功用；
●编程操控选用３线串行接口；
●能够进行模仿和数字确定检测；
●软硬件断电方法；
●具有杰出的相位噪声参数，鉴相频率为２００ｋＨｚ 时，相噪基底为－１６４ｄＢｃ／Ｈｚ；输出９００ＭＨｚ 时，相噪可达－９１ｄＢｃ／Ｈｚ＠１ｋＨｚ；输出１９６０ＭＨｚ时相噪为－８５ ｄＢｃ／Ｈｚ＠１ｋＨｚ；鉴相频率１ＭＨｚ、输出３１００ＭＨｚ时相噪为－８６ ｄＢｃ／Ｈｚ＠１ｋＨｚ。
图１所示为ＡＤＦ４１１３的原理框图，它由一个低噪声数字鉴相器、一个高精度电荷泵、一个可编程参阅分频器（Ｒ分频器）、一个可编程Ａ、Ｂ计数器以及一个双模分频器（Ｐ／Ｐ＋１）组成。６位Ａ计数器、１３位Ｂ计数器与双模分频器（Ｐ／Ｐ＋１）一起组成了Ｎ分频器，分频比Ｎ＝ＢＰ＋Ａ。只需外加一个环路滤波器和压控振荡器（ＶＣＯ），就能够构成一个完好的锁相环电路。输出频率为：ｆＶＣＯ＝Ｎ（ｆＲＥＦ／Ｒ），其间，ｆＲＥＦ为参阅频率，频率步进等于ｆＲＥＦ／Ｒ。
２、引脚功用
ＡＤＦ４１１３有ＴＳＳＯＰ和ＬＦＣＳＰ两种封装方法，引脚摆放如图２所示。各引脚功用如下：
ＲＳＥＴ：用来设置最大电荷泵输出电流，外接一个电阻ＲＳＥＴ并衔接至ＣＰＧＮＤ，换算关系为：ＩＣＰｍａｘ＝２３．５／ＲＳＥＴ（Ｍａ）；
ＣＰ：电荷泵输出，接环路滤波器；
ＣＰＧＮＤ：电荷泵地；
ＡＧＮＤ：模仿地；
ＲＦＩＮＢ：ＲＦ互补输入，一般接一个１００ｐＦ的去耦电容；
ＲＦＩＮＡ：ＲＦ输入（来自ＶＣＯ的ＲＦ信号耦合输入）；
ＡＶＤＤ：模仿电源，电压规模为：２．７～５．５Ｖ；去耦电容应尽量接近该引脚；ＡＶＤＤ有必要和ＤＶＤＤ共同；
ＲＥＦＩＮ：参阅晶振输入；
ＤＧＮＤ：数字地；
ＣＥ：芯片使能端，逻辑“１”有用；
ＣＬＫ：串行时钟输入端，在每个ＣＬＫ的上升沿，串行数据锁入寄存器；
ＤＡＴＡ：串行数据输入端，首要装入的是最高有用位ＭＳＢ，操控位在最低两位设置；
ＬＥ：加载使能，该位为逻辑“１”时，存储在２４位移位寄存器中的数据将悉数装入指定的锁存器中，锁存器的挑选由操控位来决议；
ＭＵＸＯＵＴ：模仿或数字确定检测端；
ＤＶＤＤ：数字电源，２．７～５．５Ｖ，去耦电容应尽量接近该引脚；ＤＶＤＤ巨细有必要和ＡＶＤＤ共同；
ＶＰ：电荷泵电源，应大于或等于ＶＤＤ，最高可到６Ｖ。
３、编程操控
ＡＤＦ４１１３的数字部分包含一个２４位输入移位寄存器、一个１４位Ｒ计数器和一个１９位Ｎ计数器（含Ａ、Ｂ计数器）。图３给出了数据输入的时序图。数据（ＤＡＴＡ）在每个时钟（ＣＬＫ）的上升沿从ＭＳＢ（最高有用位）开端顺次写入２４位移位寄存器中，直到ＬＳＢ位写入完结之后，由来自ＬＥ的上升沿将存储在２４位移位寄存器中的数据一次性锁存入方针寄存器（包含Ｒ计数锁存器、Ｎ计数锁存器、功用锁存器以及初始化锁存器），接着再进行下一个方针寄存器的初始化作业。方针寄存器的挑选由移位寄存器中的最末两位ＤＢ１、ＤＢ０来决议。
４、使用电路
图４是使用ＡＤＦ４１１３规划的２．５ＧＨｚ锁相环电路，其间单片机选用Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的ＰＩＣ１６Ｆ８７４，串行数据选用ＳＰＩ方法写入；ＶＣＯ选用Ｍｉｎｉ公司的ＲＯＳ－３０００Ｖ。芯片使能端ＣＥ直接与电源衔接，鉴相频率ｆＰＤ取２５ＭＨｚ，５０ＭＨｚ参阅晶振从ＲＥＦＩＮ输入，因而参阅分频比Ｒ＝２；ＶＣＯ分两路输出，一路作为频综输出，别的一路输出至ＡＤＦ４１１３的ＲＦＩＮＡ端，经Ｎ分频后与来自Ｒ分频器的参阅频率进行鉴相并发生一个差错信号，该差错信号从ＣＰ输出经有源三阶环路滤波后驱动ＶＣＯ，终究确定在２．５ＧＨｚ的频点上。调整环路滤波电路中的电阻和电容能够改动环路参数，阻尼系数ζ一般取０．７０７。这儿分频比Ｎ＝２５００ＭＨｚ／２５ＭＨｚ＝１００，Ｐ取１６，由Ｎ＝ＢＰ＋Ａ得Ｂ＝６，Ａ＝４。４个２４位锁存器的初始化设置如下：
ＦＵＮＣＴＩＯＮ锁存器：０１０１ １１１１ １０００ ００００ １００１ ００１０；
ＩＮＩＴＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ锁存器：０１０１ １１１１ １０００ ００００ １００１ ００１１；
Ｒ计数锁存器： ００００ ００００ ００００ ００００ ００００ １０００；
ＡＢ计数锁存器：００００ ００００ ００００ ０１１０ ０００１ ０００１。
最终测得电路在２．５ＧＨｚ输出时的相位噪声为－９３ｄＢｃ／Ｈｚ＠５ｋＨｚ，测验频谱如图５所示。
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