锁相环路(PLL)电路设计实例

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1、6.3锁相环路（PLL）电路设计实例6.3.1基于UMA1014的50～1100MHzPLL电路UMA1014是一个应用于频道可选择的无线电通信系统的低功耗通用频率合成器，与飞利浦蜂窝式无线电话系列芯片兼容。UMA1014可应用在蜂窝式移动无线电装置（NMT，AMPS，TACS）、个人移动无线电装置（PMR）、无绳电话等系统中。UMA1014芯片内部包含有一个振荡器/缓冲器电路、一个31/32双模计数器、一个RF（主）分频器、一个基准分频器、一个三态相位比较器、一个充电泵和一个将串行数据传送给四个内部8位寄存器的主控制电路。UMA101

2、4具有两线串行总线式的I2C接口，它的晶体振荡器/TCXO缓冲区的频率范围是3～16MHz，16个基准分频比率允许有5～100kHz的频道间隔、1/8的晶振频率输出。采用SO-16小型封装。UMA1014的RF输入频率范围为50～1100MHz。UMA1014提供偏离锁定指示、两路额外的VCO控制输出、合成器锁定的报警信号输出，状态寄存器包括偏离锁定和电源故障指示。VCC电源供应逻辑电路部分，电流消耗13.5mA；VCP电源只供应充电泵电路，电流消耗1.8mA。两个电源电压都是+5V（10％）。具有低功耗模式，可以将合成器置于空闲模式

3、（除控制部分外，所有的电路电源都关断），允许保留I2C传输数据和寄存器内的所存信息，从而可以快速地进入加电状态。UMA1014的应用电路原理图和元器件布局图如图6.3.1所示。电路中VCO频率为888MHz，VCO增益Ko为13MHz/V，频道间隔为25kHz，基准振荡器频率为9.6MHz，相位比较器增益Kd为1mA/周期，相位容限（度）为45°。图6.3.1UMA1014的应用电路原理图和元器件布局图6.3.2基于SP5748的80MHz～2.4GHzPLL电路SP5748是一个频率合成器专用芯片，芯片内部包含有前置分频器（16/17

4、）、4位计数器（4bitCOUNT）、13位计数器（13bitCOUNT）、17位锁存器（17bitLATCH）、充电泵（CHARGEPUMP）、基准分频器（REFERENCEDIVEDER）、6位锁存器（6bitLATCH）、晶体振荡器（CRYSTAL）、3位锁存器和端口/测试模式接口（3bitLATCHandPORT/TESTINTERFACE）和数据接口（DATAINTERFACE）等电路。SP5748除了基准频率、环路滤波器和控制变容二极管的晶体管电路外，还包括PLL所有的必需单元，是一个完整的PLL频率合成器。工作频率为80M

5、Hz～2.4GHz。SP5748的数据、时钟和使能输入端用标准的3线式总线实现控制。可编程字有26位，其中2位用于端口选择；17位用于设置可编程分频器的分频比率；2位用于选择充电泵电流位C0和C1；4位用于选择基准分频器的分频比率（位RD和R0-R2）；保留位用于连接测试模式（位T0）。SP5748采用MP-14和QSOP-16两种封装形式，具有ESD保护（最小为2kV），符合MIL-STD-883B方法3015Cat.1要求。SP5748典型应用电路原理图和印制板图如图6.3.2所示，元器件参数见表6.3.1。(c)印制板底部视图(c

6、)印制板底部视图图6.3.2SP5748典型应用电路原理图和印制板图6.3.3基于MAX2753的2.4GHzVCO电路MAX2753是一个频率为2.4GHz完全集成的压控振荡器（VCO）芯片，适合低中频或零中频无线电通信系统应用，可应用于802.11FHSSWLAN、射频识别、2.4GHz蓝牙系统、ISM无线电通信系统等。MAX2753的芯片内部集成了电感、变容二极管、VCO振荡器和输出缓冲放大器，采用小型8脚MAX封装，惟一需要的外部元件是两个电源旁路电容。MAX2753采用单电源工作，电源电压为2.7～5.5V，电流消耗13.0

7、mA，具有数控低功耗模式，在低功耗模式中，电源电流减少到1A。MAX2753的调谐电压输入范围为+0.4～+2.4V。MAX2753的频率调谐范围为2400～2500MHz。输出缓冲放大器（内部匹配50电阻）差分输出功率为8dBm，并可隔离由于负载阻抗变化带来的影响。MAX2753应用电路原理图、元器件布局图和印制板图如图6.3.3所示，电路元件清单见表6.3.2。图6.3.3MAX2753应用电路原理图、元器件布局图和印制板图6.3.4基于RF2301的300～2500MHz高隔离的缓冲放大器电路RF2301是一个高隔离缓冲放大器

8、芯片，芯片内部包含有2级放大器，可作为通信系统中一般目的缓冲器，也可在发射机应用中作为功率驱动器，主要应用作为本机振荡器、缓冲放大器。RF2301采用单电源工作，电源电压为2.7～6.0V，电流消耗40mA