锁相环常见问题解答锁相环常见问题解答锁相环常见问题解答锁相环常见问题解答 编写人编写人编写人编写人 CAST (Y/D) 版本号版本号版本号版本号 V1.2_Draft - 本报告为 Analog Devices Inc. (ADI) 中国技术支持中心专用，ADI 可以随时修改本 报告而不用通知任何使用本报告的人员。 如有任何问题请与 china.supportanalog.com 联系。 - 1 目目目目 录录录录 1 ADI 公司锁相环产品概述 3 2 PLL 主要技术指标 6 2.1 相位噪声 6 2.2 参考杂散 7 2.3 锁定时间 9 3 应用中常见问题 10 3.1 PLL 芯片接口相关问题 10 3.1.1 参考晶振有哪些要求？我该如何选择参考源？ . 10 3.1.2 请详细解释一下控制时序，电平及要求。 . 11 3.1.3 控制多片 PLL 芯片时，串行控制线是否可以复用 12 3.1.4 请简要介绍一下环路滤波器参数的设置 . 12 3.1.5 环路滤波器采用有源滤波器还是无源滤波器？ . 13 3.1.6 PLL 对于 VCO 有什么要求？以及如何设计 VCO 输出功率分配器？ 13 3.1.7 如何设置电荷泵的极性？. 14 3.1.8 锁定指示电路如何设计？. 14 3.1.9 PLL 对射频输入信号有什么要求？. 16 3.1.10 PLL 芯片对电源的要求有哪些？ 16 3.1.11 内部集成了 VCO 的 ADF4360-x，其 VCO 中心频率如何设定？ 16 3.2 PLL 芯片性能相关问题 18 3.2.1 锁相环输出的谐波 18 3.2.2 锁相环系统的相位噪声来源有哪些？减小相位噪声的措施有哪些？ . 18 3.2.3 为何我测出的相位噪声性能低于 ADIsimPLL 仿真预期值? . 19 3.2.4 锁相环锁定时间取决于哪些因素？如何加速锁定？ . 20 3.2.5 为何我的锁相环在做高低温试验的时候，出现频率失锁？ . 21 3.2.6 非跳频（单频）应用中，最高的鉴相频率有什么限制？ . 21 3.2.7 频繁地开关锁相环芯片的电源会对锁相环有何影响？ . 21 3.2.8 在使用 ADIsimPLL 过程中发现有的芯片有 1/f 噪声指标，而有的没有，请问 1/f 噪 声指什么？ 21 3.2.9 在使用 ADF4150HV 时， RF 输出级可以通过硬件或软件进行使能或非使能选择。 为 了实现省电模式，想了解一下，当输出级被非使能时，电流消耗是否为 0A？此外，当 RF 输 出级非使能时，RF 输出分频部分是否也同时被非使能了？ . 22 3.2.10 使用 ADF4350 做宽频本振，输出不同频点测量功率不同，是否正常？ . 22 3.2.11 在小数 N 分频频率合成器中，什么是整数边界杂散？如何避免？ 22 3.2.12 使用不同源输入时，相噪基本相同，但是输出相噪差别很大，请问这是为什么？ . 22 3.2.13 使用 ADF4107 做本振，参考输入分别为 10MHz 正弦波和方波，发现使用方波时， 本振输出信噪比要比正弦波时好 10dB 左右，请问是怎么回事？ 24 3.3 PLL 的调试步骤 25 3.3.1 使用 ADF7012 单片收发芯片，通过其中 PLL 模块，输入 11.0592MHz，想要得到输 出 162.2016MHz，但是正常配置并设计环路滤波器后没有输出？ . 26 3.3.2 使用 ADF4350，硬件按照评估板电路搭建，软件参照参考代码及使用评估板软件生 成控制字，仍不能锁定，请问是为什么？ . 26 3.3.3 使用 ADF4158 进行锯齿波扫频工作，但输出只有点频，并不扫频，请问可能是什 2 么原因？ 28 3.4 为您的设计选择合适的 PLL 芯片 . 30 3.4.1 评价 PLL 频率合成器噪声性能的依据是什么？ 30 3.4.2 小数分频的锁相环杂散的分布规律是什么？ . 30 3.4.3 到底用小数分频好还是整数分频好？ . 30 3.4.4 ADI 提供的锁相环仿真工具 ADIsimPLL 支持哪些芯片，有什么优点？ . 31 3.4.5 使用 ADF4350，但是数据手册中描述温度变化有可能导致失锁。请问我的设计要应 用在温度变化比较大的环境下，是否适用？ . 32 3.4.6 ADF4360-7 频率输出范围为 300-1800MHz，请问 1500-1800MHz 频率范围， ADF4360-7 该如何使用，L 值该如何选取？ . 32 3.5 PLL 的几个特殊应用 34 3.5.1 分频 获得高精度时钟参考源 . 34 3.5.2 PLL，VCO 闭环调制，短程无线发射芯片 34 3.5.3 PLL，VCO 开环调制 34 3.5.4 解调 34 3.5.5 时钟净化-时钟抖动（jitter）更小 34 3.5.6 时钟恢复（Clock Recovery） . 35 4 参考资料 36 3 1 ADI 公司锁相环产品概述公司锁相环产品概述公司锁相环产品概述公司锁相环产品概述 ADI 是高性能模拟器件供应商，在锁相环领域已有十多的的设计经验。到目前为止，ADI 的 ADF 系 列锁相环产品所能综合的频率可达 8GHz， 几乎能够涵盖目前所有无线通信系统的频段。 ADF 系列 PLL 频率合成器不仅包括整数分频，小数分频 VCO 外置产品，还包括集成了 VCO 的产品，从而大大简化 您的设计，降低系统成本。 整数分频 PLL 小数分频 PLL 单环 PLL 双环 PLL 集成 VCO 的 PLL 快速锁定 PLL 高电压电荷泵 PLL 4 ADI 公司已经发布产品公司已经发布产品公司已经发布产品公司已经发布产品 型型型型号号号号 输出频率输出频率输出频率输出频率 (Min) 输出频率输出频率输出频率输出频率 (Max) 参考输参考输参考输参考输 入频率入频率入频率入频率 (Max) (MHz) 射频输入频率射频输入频率射频输入频率射频输入频率 (Max) 射频预分频器模值射频预分频器模值射频预分频器模值射频预分频器模值 供电电供电电供电电供电电 流流流流 (mA) 供电电压供电电压供电电压供电电压 AD809 10 MHz 155.52 MHz 19.44 9.72 MHz 17 4.5 to 5.5 V ADF4001 104 200 MHz 4.5 2.7 to 5.5 V ADF4002 300 400 MHz 5 2.7 to 3.3 V ADF4002-EP 300 400 MHz 5 2.7 to 3.3 V ADF4007 10 MHz 120 MHz 240 7.5 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 13 2.7 to 3.3 V ADF4106 300 6 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 13 2.7 to 3.3 V, 3 V ADF4107 10 MHz 300 MHz 250 7 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 13 2.7 to 3.3 V, 3 V ADF4108 10 MHz 325 MHz 250 8 GHz 16/17, 32/33, 4/5, 64/65, 8/9 15 3.2 to 3.6 V ADF4110 10 MHz 200 MHz 104 550 MHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 4.5 5 V ADF4111 10 MHz 200 MHz 104 1.2 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 4.5 5 V ADF4112 10 MHz 200 MHz 104 3 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 6.5 5 V ADF4113 10 MHz 200 MHz 104 4 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 11 2.7 to 5.5 V ADF4113HV 10 MHz 200 MHz 150 4 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 16.5 2.7 to 5.5 V ADF4116 100 550 MHz 8/9 4.5 2.7 to 5.5 V ADF4117 100 1.2 GHz 32/33 4.5 2.7 to 5.5 V ADF4118 100 3 GHz 32/33 6.5 2.7 to 5.5 V ADF4150 250 4.4 GHz 1, 16, 2, 4, 8 40 3.0 to 3.6 V ADF4150HV 250 4.4 GHz 1, 16, 2, 4, 8 40 3.0 to 3.6 V ADF4153 250 4 GHz 4/5, 8/9 12 2.7 to 3.3 V ADF4154 250 4 GHz 4/5, 8/9 12 2.7 to 3.3 V ADF4156 250 6 GHz 4/5, 8/9 26 2.7 to 3.3 V ADF4157 300 6 GHz 23 2.7 to 3.3 V ADF4158 260 6.1 GHz 25 2.7 to 3.3 V ADF4193 300 3.5 GHz 4/5, 8/9 68 2.7 to 3.3 V ADF4206 40 550 MHz 32/33, 64/65 9.5 5 V ADF4207 40 1.1 GHz 32/33, 64/65 16.5 5 V ADF4208 40 2 GHz 32/33, 64/65 14 5 V ADF4210 115 1.2 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 11.5 5 V ADF4211 115 2 GHz 16/17, 32/33, 8/9 15 5 V ADF4212 115 2.7 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 11.5 5 V ADF4212L 115 2.4 GHz 16/17, 32/33, 64/65, 8/9 12 2.7 to 5.5 V ADF4213 115 3 GHz 16/17, 32/33, 8/9 20 5 V ADF4216 40 1.2 GHz 32/33, 64/65 18 5 V ADF4217 40 2 GHz 32/33, 64/65 21 5 V ADF4217L 110 3 GHz 32/33, 64/65 7 5 V 5 ADF4218 40 2.5 GHz 32/33, 64/65 25.6 5 V ADF4218L 110 3 GHz 32/33, 64/65 7 5 V ADF4219L 110 3 GHz 32/33, 64/65 7 5 V ADF4251 150 3 GHz 4/5, 8/9 13 3 V ADF4252 150 3 GHz 4/5, 8/9 12 2.7 to 3.3 V ADF4350 137.5 MHz 4.4 GHz 250 4/5, 8/9 27 3.0 to 3.6 V ADF4360-0 2.4 GHz 2.725 GHz 250 16/17, 32/33, 8/9 35 3.0 to 3.6 V ADF4360