了解MaximRF收发器中频率合成器的工作原理

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


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