本應用筆記詳細介紹了集成外部VCO的完整12GHz、超低相位噪聲小數N分頻鎖相環(PLL)的設計。它由高性能小數N分頻PLL(MAX2880)、基于運算放大器的有源環路濾波器(MAX9632)和12GHz VCO(SYNERGY DXO11751220-5)組成。
圖1.基于MAX2880的12GHz超低相位噪聲小數N分頻PLL。
主要特點:
超低相位噪聲:92 飛秒有效值抖動 (1kHz-20MHz)
無需外部分頻器
有源濾波器,調諧范圍為 0.5V 至 15V
這款高性能PLL可用于生成混頻器本振(LO)頻率或ADC/DAC時鐘,適用于微波點對點系統、測試和測量設備或汽車雷達。
相位噪聲性能數據和詳細的設置指南包含在本應用筆記中。
性能結果:
PLL的整體相位噪聲通常由PLL的帶內本底相位噪聲和VCO相位噪聲主導。為了構建超低相位噪聲PLL,設計人員需要選擇低相位噪聲VCO和PLL。MAX2880能夠在整數模式下實現-229dBc/Hz的帶內相位本底噪聲,在分數低噪聲模式下實現-225dBc/Hz的帶內相位本底噪聲。
表1和圖2給出了MAX2880在12GHz和不同模式時的相位噪聲性能。
參數 | 結果 | 單位 |
載波頻率 | 12 | 千兆赫 |
有效值抖動(整數模式) | 89 | 飛秒 |
有效值抖動(分數低噪聲模式) | 92 | 飛秒 |
有效值抖動(小數低雜散模式) | 140 | 飛秒 |
SSB 積分相位噪聲(整數模式) | -46.7 | 分貝 |
SSB 集成相位噪聲(分數低噪聲模式) | -46.2 | 分貝 |
SSB 集成相位噪聲(小數低雜散模式) | -42.7 | 分貝 |
集成限制 | 1-20,000 | 千 赫 |
VCO 調諧范圍 | 0.5-15 | V |
圖2.12GHz相位噪聲圖。
詳細設置指南:
本設計需要MAX2880評估板(EV kit)和12GHz外部VCO(Synergy DXO11751220-5)。
注:MAX2880評估板不包含Synergy VCO,需要對評估板進行一些修改。
驗證MAX2880的默認功能。請參考MAX2880評估板數據資料了解詳細操作步驟。
根據表2修改MAX2880評估板,并根據圖3改變跳線位置。
零件(單位) | 改變 | 違約 | 注意 |
C1 (nF) | 打開 | 10 | 移除無源濾波器 |
R2A (歐姆) | 打開 | 100 | 移除無源濾波器 |
C2 (nF) | 打開 | 100 | 移除無源濾波器 |
R3 (歐姆) | 打開 | 47.5 | 移除無源濾波器 |
C3 (nF) | 打開 | 1 | 移除無源濾波器 |
R4 (歐姆) | 打開 | 0 | 移除無源濾波器 |
R27(歐姆) | 0 | 打開 | 連接有源濾波器 |
R26 (歐姆) | 4300 | 打開 | 有源濾波器 |
C4 (pF) | 15 | 打開 | 有源濾波器 |
C101 (pF) | 150 | 打開 | 有源濾波器 |
R102 (歐姆) | 560 | 打開 | 有源濾波器 |
C102 (pF) | 8200 | 打開 | 有源濾波器 |
R9 (歐姆) | 打開 | 16.9 | 斷開板載 VCO 的連接 |
R9 至 NC1 | 16.9 | 打開 | 連接外部虛擬協作辦公室 |
JP4 2 針跳線 | 打開 | 連接 | 關閉板載 VCO 的電源 |
JP5 3 針跳線 | 將中心銷連接到5P0_V抄送 | 打開 | PAMP 輸入 + 偏置 |
根據圖4連接評估板。確保所有電源設備均已關閉。
將VCO上電至+5V。
用+15V和+6V為MAX2870評估板上電。
對MAX2880寄存器進行所需模式編程: 整數低噪聲模式:003C0000,06000001,6F00CE22,00002503,00000004,00000005 分數低噪聲模式:003C0000,06000001,0F00FFFA,00000303,00000004,00000005 分數低雜散模式:
003C00C8,06000001,6F00CE22,00000B03,00000004,00000005
圖3.跳線位置。
圖4.詳細設置圖。
審核編輯:郭婷
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