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微波频率合成器可提供多倍频程覆盖和出色的相位噪声性能

引言市场对更高带宽和更高数据速率的需求正在增长，并且系统频率和调制速率要求也不断提高。随着曾经在军事和国防领域中使用的应用进入消费市场，低功耗变得至关重要。
在满足这些要求的同时，还必须确保不会牺牲电气性能或功能。为了满足这些要求，除了改善信噪比（SNR），误码率（BER）和用户所熟悉的质量服务外，还必须本地振荡器（LO）的相位噪声也有待改善。
新推出的ADF5610是一个集成的锁相环（PLL）和压控振荡器（VCO），充分体现了ADI对解决这些问题的奉献精神，并最终取得了成果。频率覆盖范围ADF5610总共覆盖8个乘法器。
VCO的基本频率范围为3.65 GHz至7.3 GHz。该频率可以反馈给PLL，以最大程度地减小相位噪声。
单端输出（RFOUT）使基本频率加倍，并可以提供7.3 Ghz至14.6 GHz的频率，而差分输出通过使用1/2/4/8/16/32/64/128分频设置来支持57 MHz达到14.6 GHz的全频率范围。图1. ADF5610的功能框图。
ADF5610的VCO架构可实现出色的宽带频率合成器性能，同时保持行业领先的相位噪声性能。当偏置在10 GHz和100 kHz时，标称开环相位噪声为–114 dBc / Hz。
在仅使用无源环路滤波器的情况下，内部状态机可使频率稳定时间小于40μs；因此，内部状态机可使频率稳定时间小于40μs。除非需要更快的建立时间，否则无需额外的电路或查找表（LUT）。
出色的PLL性能，适用于转换器时钟应用尽管ADF5610内部的锁相环（PLL）的品质因数（FOM）为–229 dBc / Hz（在大电流模式下为–232 dBc / Hz），但考虑到1 / f噪声（–129 dBc / Hz）和出色的VCO相位噪声特性可以在38 fs（1 kHz至100 MHz积分极限）以下实现均方根抖动。因此，ADF5610非常适合要求苛刻的转换器时钟应用。
环路滤波器的电阻值应保持最小，以在高频（100 MHz）范围内实现低热噪声。为了达到这一性能水平，必须使用超低噪声参考电压源。
图2. RMS抖动：8.0 GHz。图3. RMS抖动：14.4 GHz。
除了广泛的频率覆盖范围，业界领先的相位噪声以及通信和仪器LO的极快锁定时间以外，ADF5610还具有其他功能，因此非常适合无线和仪器应用。在这些应用中，ADF5610通常用作本地振荡器。
24位十进制分辨率非常好，与ADF5610的精确频率模式功能配合使用时，可以实现零（0 Hz）误差频率生成。当ADF5610用作本地振荡器时，由于标称输出功率为5 dBm，因此可以直接通过RFOUT端口驱动有源混频器，从而无需额外的放大器电路，并节省了宝贵的电路板空间。
在单端模式下使用时，差分分频器的标称输出功率（PDIVOUT / NDIVOUT）为2 dBm。但是，在窄带应用中，可以通过低损耗巴伦或混合耦合器来组合差分，以实现输出功率增加1〜2dB。
如今，低功耗非常重要。在低电流模式下禁用ADF5610并禁用输出分频器时，即使在最坏的情况下（高性能模式下，输出分频器设置为128分频），它的功耗也不到700 mW。
ADF5610的相位噪声性能仅略高于1W。即使在低电流模式下，ADF5610的相位噪声性能也处于同类产品中的领先水平，仅增加了2 dBc / Hz。
ADF5610还具有出色的寄生性能，PFD杂散低至-105 dBc，频带中未经滤波的整数边界杂散的标称值为-45 dBc。小型ADF5610 PLL / VCO封装在7 mm×7 mm，48引脚焊盘栅格阵列（LGA）中。
操作仅需极少的外部去耦，因此可以使用较小的解决方案来获得出色的性能。为了获得最佳性能，建议使用高质量低压降（LDO）调节器，例如ADM7150，LT3045 / LT3042或HMC1060。
VCO需要5 V电源，其余电路使用3.3 V电源轨。可以使用ADIsimPLL™对ADF5610进行仿真，以帮助用户设计实现完整PLL频率合成器所需的适当外部组件电路。
结论ADF5610具有业界领先的频率覆盖范围，出色的相位噪声性能。
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