鎖相環(huán)ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ是一種建立在相位負反饋基礎之上的閉環(huán)控制系統(tǒng)，對相位噪聲和雜散具有很好的抑制作用，因此在電視、儀器、通信等許多領域得到了廣泛的應用。ＡＤＩ公司生產(chǎn)的ＡＤＦ４１１３的最大ＲＦ輸入頻率可達４ＧＨｚ，內(nèi)置可編程預分頻器，具有電荷泵電流編程功能，可應用于無線射頻通信系統(tǒng)基站和手機、ＷＬＡＮ以及通信檢測設備、ＣＡＴＶ設備中，是一款性價比很高的電荷泵鎖相芯片。
圖1
１ 主要性能及工作原理
ＡＤＦ４１１３可用于無線射頻通信系統(tǒng)基站、手機、ＷＬＡＮ、通信檢測設備及ＣＡＴＶ設備中，其主要性能特點如下：
●工作電壓：２．７～５．５Ｖ，同時還提供外部可調(diào)的電荷泵電壓調(diào)節(jié)功能；
●最高鑒相芯片５５ＭＨｚ，最高ＲＦ輸入頻率達４ＧＨｚ；
●具有四組可編程雙模分頻器８／９、１６／１９、３２／３３、６４／６５；
●內(nèi)置可編程電荷泵電流和可編程反沖（ａｎｔｉｂａｃｋｌａｓｈ）脈寬功能；
●編程控制采用３線串行接口；
●能夠進行模擬和數(shù)字鎖定檢測；
●軟硬件斷電模式；
●具有良好的相位噪聲參數(shù)，鑒相頻率為２００ｋＨｚ 時，相噪基底為－１６４ｄＢｃ／Ｈｚ；輸出９００ＭＨｚ 時，相噪可達－９１ｄＢｃ／Ｈｚ＠１ｋＨｚ；輸出１９６０ＭＨｚ時相噪為－８５ ｄＢｃ／Ｈｚ＠１ｋＨｚ；鑒相頻率１ＭＨｚ、輸出３１００ＭＨｚ時相噪為－８６ ｄＢｃ／Ｈｚ＠１ｋＨｚ。
圖１所示為ＡＤＦ４１１３的原理框圖，它由一個低噪聲數(shù)字鑒相器、一個高精度電荷泵、一個可編程參考分頻器（Ｒ分頻器）、一個可編程Ａ、Ｂ計數(shù)器以及一個雙模分頻器（Ｐ／Ｐ＋１）組成。６位Ａ計數(shù)器、１３位Ｂ計數(shù)器與雙模分頻器（Ｐ／Ｐ＋１）共同組成了Ｎ分頻器，分頻比Ｎ＝ＢＰ＋Ａ。只需外加一個環(huán)路濾波器和壓控振蕩器（ＶＣＯ），就可以構成一個完整的鎖相環(huán)電路。輸出頻率為：ｆＶＣＯ＝Ｎ（ｆＲＥＦ／Ｒ），其中，ｆＲＥＦ為參考頻率，頻率步進等于ｆＲＥＦ／Ｒ。
２ 引腳功能
ＡＤＦ４１１３有ＴＳＳＯＰ和ＬＦＣＳＰ兩種封裝形式，引腳排列如圖２所示。各引腳功能如下：
ＲＳＥＴ：用來設置最大電荷泵輸出電流，外接一個電阻ＲＳＥＴ并連接至ＣＰＧＮＤ，換算關系為：ＩＣＰｍａｘ＝２３．５／ＲＳＥＴ(Ｍａ)；
ＣＰ：電荷泵輸出，接環(huán)路濾波器；
ＣＰＧＮＤ：電荷泵地；
ＡＧＮＤ：模擬地；
ＲＦＩＮＢ：ＲＦ互補輸入，一般接一個１００ｐＦ的去耦電容；
ＲＦＩＮＡ：ＲＦ輸入（來自ＶＣＯ的ＲＦ信號耦合輸入）；
ＡＶＤＤ：模擬電源，電壓范圍為：２．７～５．５Ｖ；去耦電容應盡量靠近該引腳；ＡＶＤＤ必須和ＤＶＤＤ一致；
ＲＥＦＩＮ：參考晶振輸入；
ＤＧＮＤ：數(shù)字地；
ＣＥ：芯片使能端，邏輯“１”有效；
ＣＬＫ：串行時鐘輸入端，在每個ＣＬＫ的上升沿，串行數(shù)據(jù)鎖入寄存器；
ＤＡＴＡ：串行數(shù)據(jù)輸入端，首先裝入的是最高有效位ＭＳＢ，控制位在最低兩位設置；
ＬＥ：加載使能，該位為邏輯“１”時，存儲在２４位移位寄存器中的數(shù)據(jù)將全部裝入指定的鎖存器中，鎖存器的選擇由控制位來決定；
ＭＵＸＯＵＴ：模擬或數(shù)字鎖定檢測端；
ＤＶＤＤ：數(shù)字電源，２．７～５．５Ｖ，去耦電容應盡量靠近該引腳；ＤＶＤＤ大小必須和ＡＶＤＤ一致；
ＶＰ：電荷泵電源，應大于或等于ＶＤＤ，最高可到６Ｖ。
圖4
３ 編程控制
ＡＤＦ４１１３的數(shù)字部分包括一個２４位輸入移位寄存器、一個１４位Ｒ計數(shù)器和一個１９位Ｎ計數(shù)器（含Ａ、Ｂ計數(shù)器）。圖３給出了數(shù)據(jù)輸入的時序圖。數(shù)據(jù)（ＤＡＴＡ）在每個時鐘（ＣＬＫ）的上升沿從ＭＳＢ（最高有效位）開始依次寫入２４位移位寄存器中，直到ＬＳＢ位寫入完成之后，由來自ＬＥ的上升沿將存儲在２４位移位寄存器中的數(shù)據(jù)一次性鎖存入目標寄存器（包括Ｒ計數(shù)鎖存器、Ｎ計數(shù)鎖存器、功能鎖存器以及初始化鎖存器），接著再進行下一個目標寄存器的初始化工作。目標寄存器的選擇由移位寄存器中的最末兩位ＤＢ１、ＤＢ０來決定。
４ 應用電路
圖４是利用ＡＤＦ４１１３設計的２．５ＧＨｚ鎖相環(huán)電路，其中單片機選用Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的ＰＩＣ１６Ｆ８７４，串行數(shù)據(jù)采用ＳＰＩ方式寫入；ＶＣＯ選用Ｍｉｎｉ公司的ＲＯＳ－３０００Ｖ。芯片使能端ＣＥ直接與電源連接，鑒相頻率ｆＰＤ�。玻担停龋担埃停龋鷧⒖季д駨模遥牛疲桑屋斎�，因此參考分頻比Ｒ＝２；ＶＣＯ分兩路輸出，一路作為頻綜輸出，另外一路輸出至ＡＤＦ４１１３的ＲＦＩＮＡ端，經(jīng)Ｎ分頻后與來自Ｒ分頻器的參考頻率進行鑒相并產(chǎn)生一個誤差信號，該誤差信號從ＣＰ輸出經(jīng)有源三階環(huán)路濾波后驅(qū)動ＶＣＯ，最終鎖定在
２．５ＧＨｚ的頻點上。調(diào)整環(huán)路濾波電路中的電阻和電容可以改變環(huán)路參數(shù)，阻尼系數(shù)ζ一般�。埃罚埃�。這里分頻比Ｎ＝２５００ＭＨｚ／２５ＭＨｚ＝１００，Ｐ�。保�，由Ｎ＝ＢＰ＋Ａ得Ｂ＝６，Ａ＝４。４個２４位鎖存器的初始化設置如下：
ＦＵＮＣＴＩＯＮ鎖存器：０１０１ １１１１ １０００ ００００ １００１ ００１０；
ＩＮＩＴＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ鎖存器：０１０１ １１１１ １０００ ００００ １００１ ００１１；
Ｒ計數(shù)鎖存器： ００００ ００００ ００００ ００００ ００００ １０００；
ＡＢ計數(shù)鎖存器：００００ ００００ ００００ ０１１０ ０００１ ０００１。
最后測得電路在２．５ＧＨｚ輸出時的相位噪聲為－９３ｄＢｃ／Ｈｚ＠５ｋＨｚ，測試頻譜如圖５所示。
