頻率源可以說是一個通信系統(tǒng)的心臟,,心臟的好壞很大程度上決定著一個機體的健康狀況,,而鎖相環(huán)又是頻率源的主要組成部分,,因此性能優(yōu)異的鎖相環(huán)芯片對于通信系統(tǒng)來說是非常重要的,。
鎖相環(huán)的相位噪聲對電子設備和電子系統(tǒng)的性能影響很大,。從頻域看它分布在載波信號兩旁按冪律譜分布,,無論做發(fā)射激勵信號,還是接收機本振信號以及各種頻率基準時,這些相位噪聲將在解調(diào)過程中都會和信號一樣出現(xiàn)在解調(diào)終端,,引起基帶信噪比下降,,誤碼率增加。
低相噪Hittite鎖相環(huán)產(chǎn)品分為集成VCO和沒有集成VCO兩種,。集成VCO的PLL芯片包括了HMC820,,HMC821,HMC826等。下面是與市場上同類產(chǎn)品的對比,,以工作頻段1720~2080MHz為例:
HMC820,,HMC821在芯片內(nèi)部的頻率輸出端集成了放大器,因此其輸出功率高于同類產(chǎn)品,,在某些情況下,,可以直接做為LO輸出推動混頻器,省掉一個本振口緩沖放大器,,為設計者節(jié)省了空間和bom成本,。
HMC820,HMC821是多頻段產(chǎn)品,可工作在三個頻段,,如HMC821的工作頻段包括了860~1040MHz,,1720~2080MHz,及3440~4160MHz,。以1800MHZ, 900MHZ GSM直放站為例,,由于HMC821采用了內(nèi)部集成分頻器的方式,只用一顆HMC821芯片,,使用同樣的環(huán)路濾波器電路,,就能滿足900和1800MHz兩個頻段要求,這大大加快了設計進程,。
Hittite公司內(nèi)部集成VCO鎖相環(huán)芯片采用獨特的開關設計,,如下圖所示,
芯片自動根據(jù)需要選擇合適的開關,,這種設計使用較小的電壓就可以驅動VCO工作。在設計環(huán)路濾波器時不必使用運放等有源電路,,僅用無源濾波器就可以實現(xiàn),。這使得外圍電路較為簡單,減輕了RF工程師的負擔,。
在微波頻段Hittite公司集成VCO的PLL芯片有HMC764,,HMC765,HMC783,,HMC807,,工作頻段涵蓋了7.3-13.4GHz。HMC764在10kHz頻偏處的相位噪聲約為-102dBc/Hz,在分數(shù)模式下,其RMS Jitter為196 fs ,。
如果客戶對PLL性能有更高的要求,,可以用沒有集成VCO的PLL芯片搭配合適的外圍電路來實現(xiàn)。沒有集成VCO的PLL芯片包括了HMC440,,HMC698,,HMC699,HMC700,,HMC701,HMC702,。
以HMC700為例,芯片內(nèi)部由鑒相器,,電荷泵,,N,R分頻器構成,獨有支持串口讀寫功能,。HMC700外圍電路隔離度設計良好時雜散可以低至-100dBc,,遠高于市場同類產(chǎn)品-80dBc的水平。下表是一些其他性能的比較,。
如果設計者對PLL芯片的相噪性能有近似苛刻的要求,,相信Hittite公司的HMC440仍能助你一臂之力。該芯片是專為低相噪應用設計的,,當參考頻率是100MHz時,,在10KHz頻偏處,相噪低至-153dBc/Hz,,測試結果如下圖:
Hittite公司以創(chuàng)新的設計使得其PLL產(chǎn)品性能優(yōu)異,,在相位噪聲,雜散方面有著卓越表現(xiàn),,其芯片的高集成度使得外圍電路簡單,,設計方便。所以隨著電子技術的發(fā)展,,對頻率源的相位噪聲性能要求越來越高,,Hittite的低相位噪聲PLL,在物理,、天文,、無線電通信、雷達,、航空,、航天以及精密計量、儀器,、儀表等各種領域里都將大有用武之地,。
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