摘要: 本文介紹最高合成頻率可達1.1GHz的集成單片鎖相頻率合成器芯片MC145190／191／192的應(yīng)用原理和組成頻率合成器電路的設(shè)計方法。

        關(guān)鍵詞: 頻率合成；箝位寄存器；部件器件；電路設(shè)計；換頻時間

        隨著高速集成工藝技術(shù)的發(fā)展，鎖相頻率合成器的集成化程度已大大提高。目前已出現(xiàn)了一系列將高速前置合頻器集成在片內(nèi)的單片集成頻率合成器芯片。例如美國Motorola公司的MC145190／191／192、MC145200／201和日本富士通的MA101XT、MB1501／1504系列等等。片內(nèi)高速換模前置分頻器通常為固定÷64／65或÷32／33，工作頻率可達500MHz～2GHz。集成單片PLL頻率合成器芯片給頻率合成器的電路設(shè)計帶來了極大的方便，而且實現(xiàn)了電路結(jié)構(gòu)的小型化，因此被廣泛用在個人移動通信手機、無繩電話和車載移動通信手機中。

        下面就Motorola公司的1.1GHz單片頻率合成器芯片MC145190／191／192的性能結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計作介紹。

        1 MC145190／191／192的結(jié)構(gòu)特點和引腳功能

        MC145190／191／192是帶有串行口的最高合成頻率可達1.1GHz的單片集成鎖相合成器芯片。由于片內(nèi)采用了面向字節(jié)的特有體系結(jié)構(gòu)，因而使其內(nèi)部編程變得非常容易。由于內(nèi)部寄存器使用了專門設(shè)計的性能優(yōu)良的箝位寄存器，使得這三個寄存器的數(shù)據(jù)隨機存取不需要地址控制位即可完成。頻率合成器頻率的切換可通過Din、CLK、ENB三個串行口，把數(shù)據(jù)傳給24位箝位寄存器A來實現(xiàn)。同時，還允許箝位寄存器C關(guān)閉不使用的輸出口，以減少系統(tǒng)噪聲和接口引入噪聲。接口對SP1和MICROWIRETM均兼容。

        MC145190／191／192的片內(nèi)功能框圖如圖1所示。由圖中可知，該器件片內(nèi)專門安排的三個箝位寄存器分別為：24位箝位寄存器A、16位箝位寄存器R和8位箝位寄存器C。其中24bit A寄存器存儲A、N計數(shù)器數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，16bit R計數(shù)器存儲÷R參考分頻器和晶振控制數(shù)據(jù)，而8bit C寄存則存儲控制數(shù)據(jù)。分頻數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)通過時鐘口CLK、數(shù)據(jù)口Din和使能口ENR經(jīng)由邏輯控制單元串行送入這三個箝位寄存器。這種器件備有雙端頻率相位檢測輸出ΦR、ΦV和單端頻率相位檢測電流泵輸出PDout的兩種鑒相輸出方式。這兩種相位檢測輸出均有線性傳輸特性，不存在鑒相死區(qū)。但單端鑒相輸出的最大電流由Rx管腳到地的外接電阻決定。

        參考頻率可支持外加晶振產(chǎn)生或直接由REFin端輸入，然后經(jīng)可配置的4分頻器后送入13bit的可編程÷R參考分頻器，獲得所需分辨率fR。輸入頻率由fin或fin端輸入，最高頻率為1.1GHz，輸入幅度為200mVP－P。經(jīng)片內(nèi)輸入放大器INPUTAMP放大后送入÷64／65雙模分頻器分頻，然后進入A和N計數(shù)器，所以fin和fv之間的分頻比為N64＋A。

        此外，芯片還具有兩個通用數(shù)據(jù)輸出口Output A和OutputB。其中Output A當(dāng)定義為DATAOUT時，可允許芯片級聯(lián)使用，而Output B則為漏極開路輸出口。

        Pin12= VCC輸入放大器和64／65電源 Pin14= VDD總電源

        Pin5= VPDPDA和PDB電源 Pin7 = GND 地

        圖1 MC145190／191／192內(nèi)部功能框圖

        MC145190的VDD為8 ～ 9.5V，MC145191的VDD為4.5 ～ 5.5V，MC145192的VDD為 2.7 ～ 5V。它們的串行口最高送數(shù)速率可達4Mbps，因此可以實現(xiàn)高速跳頻送數(shù)。

        MC145190／191／192的封裝有20腳貼片封裝式和雙列直插式封裝兩種，其引腳功能圖如圖2中所示。由圖中可知，這20只引腳可分為5類：2只參考信號引腳REFin和REFout，7只回路引腳fin、fin′、PDout、Rx、ΦR、Φv和LD，5只數(shù)字接口引腳Din、CLK、ENB'、Output A和Output B，2只檢測引腳TEST1和TEST2，4只電源引腳VDD、VCC×VPD和GND。