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优化时钟信号链设计,实现射频系统宽带集成和特性增强随着现代无线通信技术发展迅速,技术和射频器件深深根植于我们的生活,没有它们,现RF代文明可能就不会存在对于无线电设计人员来说,前端设备的小型化、高性能以及高速数据吞吐量的技术要求给系统设计带来了巨大挑战作为一家拥有涵盖整个领域的专门知识和RF技术的公司,亚德诺半导体凭借广泛的、微波和毫米波解决方案的组合,以及深厚的ADI RF系统设计专业知识,引领业界有效降低了和微波设计的复杂性,并降低了开发成本本文RF将重点关注本振和时钟产生信号链,展示如何降低设计复杂性并缩短开发时间,并让L0ADI一般更好地为设计系统所用RF RF和时钟主信号链及时钟缓冲的备选应用案例L0上图是一个相当典型的和时钟主信号链左侧有参考时钟,其为或函数生成解决L0L0JESD方案提供参考源顺着主信号路径,首先有超低相位噪声信号,它是或时钟产生解决方案的L0输出,通过该信号链中的可调谐滤波器——这里的可调谐滤波器用于移除信号源中存在的一些潜在谐波,可能会影响后续混频过程中的上下变频之后,是一个低相位噪声放大器,该器件会尽最大努力为信号添加增益,但它会优化近载波或相位噪声性能这对于为混频器提供1/f源以进行上下变频至关重要,因为放大器增加的额外相位噪声,特别是近载波相位噪声,L0最终会影响发射器的动态范围性能因此,这里需要使用低相位噪声放大器来优化随后,是一个开关,上图展示的是单刀双掷开关,但也可能要使用更多开关,比如四掷或八掷开关开关可以用于校准信号,用于将信号路由到校准功能的另一个源,然后再次路由回来,例如送到混频器的源请注意主路径上面时钟缓冲器所在的模块,这是一个备选应用案例因为在L0更高速数据通信中,对数模和模数转换的要求使得采样速率越来越高因此,系统需要提供非常高频率、极低抖动的时钟源,尤其是针对那些RF ADCo开发的很多技术都被用于产生和馈送混频器的技术,而且用于时钟产生使用ADI L0PLL VCO场景回到宽带频率覆盖,这是通用平台设计的关键点之一,所做的宽带频率覆盖范围涵ADI盖了整个和时钟信号链每个器件的开发都是为了可以在很多情况下覆盖尽可能多的频率,L0同时保持良好的性能,从而创建通用平台设计,以便客户可以为不同频率的不同平台需求复用信号链基于此,接下来我们看看产品组合中的和以及集成技术ADI PLL VCO PLL VCO在系统中实现生成有不同的方法首先是分立或电压控制振荡器,提供了非常多L0VCO ADI的窄带和宽带产品,例如带输出分频器的至系列,该系列覆VCO VCOHMC1160HMC1169盖了至频率,其优点在于窄带,能够将相位噪声优化得尽可能低;
8.45GHz
14.07GHz HMC733是一款非常受欢迎的宽带到集成谐振器、负电阻器件和变容二极管,由于该1020GHz VCO,器件采用单芯片结构,因此在温度范围内具有出色的输出功率和相位噪声性能,其扩展版频率范围更宽,从一直到在偏置时保持相ADF
57099.85GHz
20.5GHz,100kHz83dBe/Hz位噪声,而无次谐波音,该器件宽频率调谐范围和低相位噪声支持适合各种频段的锁相环解决方案,同时限制了对多个窄带的需求;四频段的优点是将分为四VCO VCOHMC8074VCO个不同的窄带现在只能一次操作一个频段,但由于它是窄带,所以相位噪声非常低,本VCO,质上就是利用宽带器件实现了非常低的相位噪声,此外,这些器件内部有基波振荡器因此没有内部倍频,不会产生不需要的子谐波音(其次是锁相环)如果用户决定实现分立和分立则需要上述提到的器件,PLL,PLL VCO,ADI可以提供多种产品,有整数分频、小数分频以及可同时提供整数100PLL NPLL NPLL,N分频和小数分频功能的是最受欢迎的小数分频之一,该器件N PLLoHMC7038GHz NPLL的优点之一就是提供雷达解决方案所必需的扫描功能当今更流行的方法是将和集成在一个封装中传统单封装的缺点之一是PLL VCO PLL VCO内部存在倍频器,例如基波核心为内部倍频器将其提升到这时此倍频VCO
6.8GHz,
13.6GHz,器会插入不需要的次谐波提供的和内部集成了跟踪滤波器,这是业ADI ADF4371ADF4372界的一项新技术,跟踪滤波器会消除内部倍频器产生的干扰次谐波是最宽频段、最高频率的集成到单个封装中,工作频率从一ADF4371ADI PLLVCO,
62.5MHz直到除了宽带、高频率和跟踪滤波器之外,还提供整数分频和小数32GHZo ADF4371N N分频工作模式,具有非常高的品质因数,工作频率最高可达如果内部跟踪滤波PFD250MHZo器不能像用户期望的那样抑制内部倍频器所产生的次谐波,客户还可以使用可调谐带通滤波器系列来抑制谐波,例如搭配模拟受控可调谐带通滤波器将其放在ADMV8416/8420/8432,的输出端,便可更好地抑制次谐波几乎与相同,最大的不同ADF4371ADF4372ADF4371是内部没有倍频器,而是一个倍频器,使频率提升到最多的工作频x4x216GHZo ADF4372率最低可达如果是不需要产生高于的建议使用
62.5MHz16GHz L0,ADF4372带集成的微波宽带合成器功能框图VCO ADF4371的另外一款高频是该器件是最低相位噪声的高频与ADI PLLVCOADF5610,PLLVCO,和的不同之处在于该器件内部没有跟踪滤波器,所以其次谐波抑制性能要ADF4371ADF4372弱一些,不过搭配或可以提高该性能的表现的优势在于ADMV8416ADMV8420ADF5610它能在小数和整数模式下工作与和相比,可为客户提供更大的灵活性,ADF4371ADF4372并且还能输出更高的输出功率更重要的一点是,内部的引擎实际上是基于ADF5610PLL系列,如果用户拥有使用的经验,那么迁移至」就彳HMC703/704HMC703/704I ADF5610艮容易针对降低设计复杂性和缩短开发时间的目标,在和时钟主信号链中如何选择生成的方法L0L0只是实现整个目标的一部分,广泛的分立式、和集成的方案,为ADI VOCPLLVCOPLL L0生成提供了不同的解决方案与分立式混合型频率合成器配置相比,集成的/VCO ADIVCOPLL产品具有行业较领先的频率覆盖范围和性能,是微波/毫米波无线电、测试设备、微波传感器、光纤通信以及军事通信和传感器等许多小尺寸应用的理想之选。