概述
ADF4196頻率合成器可以用來在無線接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的上變頻和下變頻部分實(shí)現(xiàn)本振(LO)，其結(jié)構(gòu)專門設(shè)計(jì)用來滿足基站的GSM/EDGE鎖定時(shí)間要求，其快速建立功能則使ADF4196非常適合脈沖多普勒雷達(dá)應(yīng)用。

ADF4196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(gè)差分放大器，用來將電荷泵的差分輸出轉(zhuǎn)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?qū)崿F(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(nèi)倍頻器允許PFD輸入端的參考信號(hào)(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(shí)現(xiàn)完整的鎖相環(huán)(PLL)。開關(guān)結(jié)構(gòu)確保PLL能在GSM時(shí)隙保護(hù)期間內(nèi)建立，而無需第二PLL及相關(guān)的隔離開關(guān)。與以前的乒乓式GSM PLL結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)能節(jié)省成本，降低復(fù)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：ADF4196低相位噪聲，快速解決6GHz鎖相頻率合成器技術(shù)手冊.pdf

應(yīng)用

• GSM/EDGE基站
• PHS基站
• 脈沖多普勒雷達(dá)
• 儀器儀表和測試設(shè)備
• 波束形成/相控陣系統(tǒng)

特性

• 快速建立小數(shù)N
  分頻PLL結(jié)構(gòu)
• 單個(gè)PLL可取代乒乓式頻率合成器
• 在5 μs內(nèi)完成整個(gè)GSM頻段上的跳頻，相位建立時(shí)間低于20 μs
• 相位誤差：1度rms
  （4 GHz RF輸出）
• 數(shù)字可編程輸出相位
• 數(shù)字可編程輸出相位
• RF輸入范圍最高可達(dá)6 GHz
• 三線式串行接口
• 片內(nèi)低噪聲差分放大器
• 相位噪聲品質(zhì)因數(shù)：–216 dBc/Hz
• 利用ADIsimPLL可實(shí)現(xiàn)環(huán)路濾波器設(shè)計(jì)

框圖

時(shí)序圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

總體描述

ADF4196專為滿足GSM基站要求而設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)乒乓解決方案的定時(shí)需求。它也可用于多普勒雷達(dá)應(yīng)用。ADF4196基于快速鎖定原理工作，使用窄環(huán)路帶寬進(jìn)行頻率鎖定，并在實(shí)現(xiàn)頻率鎖定后采用窄環(huán)路帶寬。

通過增加電荷泵電流來拓寬環(huán)路帶寬。為在變化的電荷泵電流下保持穩(wěn)定性，ADF4196包括用于改變環(huán)路濾波器組件值的開關(guān)。

窄環(huán)路帶寬可確保滿足相位噪聲和雜散規(guī)格要求。差分電荷泵和環(huán)路濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確保在拓寬環(huán)路帶寬時(shí)實(shí)現(xiàn)快速鎖定，并且在環(huán)路恢復(fù)到窄帶寬模式以進(jìn)行正常操作時(shí)，仍能保持快速鎖定帶來的優(yōu)勢。

參考輸入

參考輸入級(jí)如圖20所示。開關(guān)SW1和SW2通常閉合，開關(guān)SW3通常斷開。掉電時(shí)，SW3閉合，SW1和SW2斷開，以確保在掉電期間**REF_{IN}**引腳不會(huì)有負(fù)載。**REF_{IN}**的下降沿是鑒頻鑒相器（PFD）正沿觸發(fā)的有效沿。

R計(jì)數(shù)器和倍頻器

4位R計(jì)數(shù)器可對(duì)輸入?yún)⒖碱l率進(jìn)行分頻，以產(chǎn)生PFD的參考時(shí)鐘。可通過觸發(fā)R計(jì)數(shù)器的翻轉(zhuǎn) - 翻轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)額外的二分頻。使用此選項(xiàng)的額外優(yōu)勢是，PFD參考時(shí)鐘的間隔比為50/50。該比率可使快速鎖定定時(shí)器的最大間隔最大化，該定時(shí)器由PFD的下降沿生成，上升沿為有效沿。建議對(duì)于大于2的偶數(shù)R分頻值啟用此翻轉(zhuǎn) - 翻轉(zhuǎn)功能。通過對(duì)**REF_{IN}**頻率進(jìn)行分頻，可將翻轉(zhuǎn) - 翻轉(zhuǎn)功能的頻率提高到120MHz以上。

在4位R計(jì)數(shù)器之前，可使用一個(gè)可選倍頻器，用于處理低至20MHz的**REF_{IN}**頻率。通過這些可編程選項(xiàng)，**REF_{IN}**與PFD之間的分頻比范圍為0.5至30。

射頻輸入級(jí)

射頻輸入級(jí)如圖21所示。其后接兩級(jí)限幅放大器，用于生成預(yù)分頻器所需的電流模式邏輯（CML）時(shí)鐘電平。有兩種預(yù)分頻器選項(xiàng)：4/5和8/9。對(duì)于N分頻器值大于80的情況，選擇8/9預(yù)分頻器。

圖21. 射頻輸入級(jí)

射頻N分頻器

射頻N分頻器可在鎖相環(huán)（PLL）反饋路徑中實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)分頻比。分頻比中的整數(shù)部分和分?jǐn)?shù)部分通過獨(dú)立寄存器編程，如圖22所示，并在“INT、FRAC和MOD關(guān)系”部分進(jìn)行了說明。允許的整數(shù)分頻比范圍為26至511，三階Σ-Δ調(diào)制器可在整數(shù)步長之間對(duì)分?jǐn)?shù)值進(jìn)行插值。

INT、FRAC和MOD關(guān)系

通過串行接口編程的INT、FRAC和MOD值，能夠生成間隔為PFD參考頻率分?jǐn)?shù)倍的射頻輸出頻率。N分頻器值由以下公式構(gòu)成，用于計(jì)算外部VCO的射頻輸出頻率（RF_{OUT}）：

其中：

• **RF_{OUT}**是外部VCO的輸出頻率。
• **f_{PFD}**是PFD參考頻率。

選擇MOD的值以獲得所需的信道步長與可用參考頻率的比值。然后，根據(jù)所需的輸出頻率編程INT和FRAC值。有關(guān)更多信息，請參見“應(yīng)用信息”部分。