应用笔记介绍了如何计算使用不同参考频率(即19.2MHz、20.72MHz等)的理想LO频率的适当整数和小数分频器值。它说明了Maxim的五个不同RF收发器的这两个频率之间的关系。
介绍
Maxim的所有2.4GHz至6GHz高集成度收发器均包括一个高性能小数N分频频率合成器,用于生成本振(LO)信号。小数N分频频率合成器通常由分辨率高达20位的锁相环和集成宽带压控振荡器(VCO)组成。产生高性能LO所需的唯一附加元件是基准输入和无源环路滤波器。借助片上晶体振荡器,这些收发器可以同时支持晶体和TCXO基准电压源。
传统的无线数据应用,如Wi-Fi和WiMAX,使用20MHz和40MHz参考输入;因此,大多数控制软件都是使用这些默认参考值设计的。对于使用不同参考频率(即19.2MHz、30.72MHz等)的应用,用户必须绕过控制软件的图形界面,将适当的整数和小数分频器值直接输入到寄存器表中,以获得给定的参考输入频率。本应用笔记介绍了如何计算任何所需LO频率和基准频率的适当整数和小数分频器值。它说明了五种不同的Maxim RF收发器这两个频率之间的关系。还显示了用于控制这些参数的特定频率合成器参数和寄存器位。每个部分都由一个示例支持,以显示如何设置寄存器。®®
射频合成器
方框图
RF 频率合成器是一种负反馈控制系统,由基准电压源、鉴频鉴相器 (PFD)、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器 (VCO)、N 计数器和 RF 输出分频器/乘法器组成(图 1)。高频VCO通过PFD将分频VCO输出与基准输入进行比较,在频率和相位上跟踪稳定的低频基准。PFD的输出被馈入电荷泵,然后电荷泵产生与误差成比例的电流输出。电流在环路滤波器的帮助下转换为电压,然后调制VCO的调谐电压。最后,为了减轻VCO牵引,混频器的VCO输出和LO输入之间通常有乘法器和分频器。
图1.频率合成器框图。
MAX2829频率合成器
方框图
图2.MAX2829频率合成器框图
合成器规格
典型电荷泵频率 F聚苯乙烯= 20兆赫
参考输入频率范围 F裁判= 20MHz 至 44MHz
R 分频器:3 位
范围 = 1 到 4
寄存器 5,位 D3:D1
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
R[3] | R[2] | R[1] |
整数分频比:8位
寄存器 3, D7:D0
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
N[8} | N[7] | N[6] | N[5] | N[4] | N[2] | N[2] | N[1] |
小数分频比:16位
寄存器 4, D13:D0
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[16] | F[15] | F[14] | F[13] | F[12] | F[11] | F[10] | F[9] | F[8] | F[7] | F[6] | F[5] | F[4] | F[3] |
寄存器 3, D12:D13
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[1] | F[2] |
频率计算公式
LO频率计算:
频率分辨率:
在整数模式下:
最小频率步进
在分数模式下:
最小频率步进
寄存器设置示例
下面是一个示例,用于找出一组特定条件的整数和小数除法比寄存器的值。
让我们假设:
F裁判= 26MHz 和所需的 F这= 2450MHz,设置 R =1
分频比
因此:
N = 125 (d) = 10100011
F = 0.641025641 (d) = 1010010000011010
下载“VCO_PLL_Calculation_for_Transceivers” excel文件作为计算N和F寄存器值的工具。
MAX2830/MAX2831/MAX2832合成器
方框图
图3.MAX2830/MAX2831/MAX2832频率合成器框图
合成器规格
典型电荷泵频率 F聚苯乙烯= 20兆赫
参考输入频率范围 F裁判= 20MHz 至 44MHz
R 分频器:1 位
范围 = ÷ 1 或 ÷ 2
寄存器 5,位 D2
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
R[1] |
整数分频比:8位
寄存器 3, D7:D0
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
N[8] | N[7] | N[6] | N[5] | N[4] | N[3] | N[2] | N[1] |
小数分频比:20位
寄存器 4, D13:D0
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[20] | F[19] | F[18] | F[17] | F[16] | F[15] | F[14] | F[13] | F[12] | F[11] | F[10] | F[9] | F[8] | F[7] |
寄存器 3, D13:D8
D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[6] | F[5] | F[4] | F[3] | F[2] | F[1] |
频率计算公式
LO频率计算:
频率分辨率:
在整数模式下:
最小频率步进
在分数模式下:
最小频率步进
寄存器设置示例
下面是一个示例,用于找出一组特定条件的整数和小数除法比寄存器的值。
让我们假设:
因此
N = 94 (d) = 01011110
F = 0.23076923 (d) = 00111011000100111011
下载“VCO_PLL_Calculation_for_Transceivers” excel文件作为计算N和F寄存器值的工具。
MAX2837频率合成器
方框图
图4.MAX2837频率合成器框图
合成器规格
典型电荷泵频率范围 F聚苯乙烯= 11MHz 至 40MHz
参考输入频率范围 F裁判= 20MHz 至 44MHz
R 分频器:2 位
范围 = ÷ 1、÷ 2、÷ 4、÷ 8
寄存器 20,位 D2:D1
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
R[2] | R[1] |
整数分频比:8位
寄存器 19, D7:D0
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
N[8] | N[7] | N[6] | N[5] | N[4] | N[3] | N[2] | N[1] |
小数分频比:20位
寄存器 18, D9:D0 , MSB
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[20] | F[19] | F[18] | F[17] | F[16] | F[15] | F[14] | F[13] | F[12] | F[11] |
寄存器 17, D9:D0, LSB
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[10] | F[9] | F[8] | F[7] | F[6] | F[5] | F[4] | F[3] | F[2] | F[1] |
频率计算公式
LO频率计算:
频率分辨率:
在整数模式下:
最小频率步进
在分数模式下:
最小频率步进
寄存器设置示例
下面是一个示例,用于找出一组特定条件的整数和小数除法比寄存器的值。
让我们假设:
F裁判= 26MHz 和所需的 F这= 2450MHz,设置 R = 2,因为 F聚苯乙烯仍在典型范围内。
分频比
N = 251 (d) = 11111011
F = 0.2820513(d) = 01001000001101001000
下载“VCO_PLL_Calculation_for_Transceivers” excel文件作为计算N和F寄存器值的工具。
MAX2850/MAX2851频率合成器
方框图
图5.MAX2850/MAX2851频率合成器框图
合成器规格
典型电荷泵频率 F聚苯乙烯= 40兆赫
典型基准输入频率 F裁判= 40兆赫
R 分频器:2 位
范围 = ÷ 1、÷ 2、÷ 4、÷ 8
寄存器 18,位 D9:D8
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
R[2] | R[1] |
整数分频比:8位
寄存器 15, D7:D0
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
N[8] | N[7] | N[6] | N[5] | N[4] | N[3] | N[2] | N[1] |
小数分频比:20位
寄存器 16, D9:D0 , MSB
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[20] | F[19] | F[18] | F[17] | F[16] | F[15] | F[14] | F[13] | F[12] | F[11] |
寄存器 17, D9:D0, LSB
D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
F[10] | F[9] | F[8] | F[7] | F[6] | F[5] | F[4] | F[3] | F[2] | F[1] |
频率计算公式
LO频率计算:
频率分辨率:
在整数模式下:
最小频率步进
在分数模式下:
最小频率步进
寄存器设置示例
下面是一个示例,用于找出一组特定条件的整数和小数除法比寄存器的值。
让我们假设:
F裁判= 32MHz 和所需的 F这= 5380MHz,设置 R = 1。
分频比
N = 84 (d) = 01010100
F = 0.0625 (d) = 0001 000000000000000000
审核编辑:郭婷
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