CN0228 該電路中的高壓電源可用于需要寬調諧電壓范圍的微波VCO。 3.3 V電源可以利用 ADP150 或 ADM7150 低噪聲LDO從5 V電源中獲得。許多微波VCO可以用5 V電源供電。 在利用不同的VCO進行設計時，要設計一個相關的環路濾波器，以確保鎖相環能正常工作。ADIsimPLL 設計工具為設計人員提供了一種根據VCO靈敏度 (KV)、PFD頻率、通道間距和其他要求決定適當組件的簡單方法。 然而，對于PLL頻率合成器電荷泵電源，可以用DC-DC開關轉換器代替，但建議選擇開關頻率高(1 MHz以上)的升壓轉換器。鎖相環的環路濾波器可以減小/抑制升壓轉換器開關頻率造成的雜散。 圖1所示電路是EV-ADF4150HVEB2Z 評估板的一部分。評估板的完整原理圖、布局以及物料清單可在以下網址找到：www.analog.com/CN0228-DesignSupport。 評估板上使用的Synergy DCYS100200-12 VCO要求12 V的干凈電源，該電源由ADP7104可調低噪聲LDO的輸出端提供。然而，為了取得優良的輸出電壓精度，可調LDO的輸入電壓必須比輸出電壓至少高1 V，因此，評估板電源設成了超過最小值(13 V)且最接近最小值的標準電壓，即15 V。 ADP1613 DC-DC升壓轉換器的輸入電壓最高支持5.5 V；因此，在評估板上，該電壓限制為5.1 V。這是通過一個5.1 V的齊納二極管實現的，該二極管以連接至15 V電源的一個300 Ω電阻偏置。然后，齊納二極管驅動ADP1613的輸入。 ADF4150HV的 VP 引腳上的28 V電源用圖1所示電路產生。 圖3所示為用EV-ADF4150HVEB2Z評估板測量的結果，其中使用的是ADP1613升壓轉換器。 評估軟件ADF4150HV系列軟件控制著ADF4150HV評估板上的所有功能。有關EV-ADF4150HVEB2Z評估板的說明見UG-483用戶指南。 圖1所示電路采用的是ADF4150HV(一款高壓小數N分頻PLL IC)和ADP1613(一款升壓開關轉換器)。 電路由連接至ADP1613輸入端的5 V單電源供電。ADP150 (一款超低噪聲LDO)提供3.3 V VDD 電壓，連接至ADF4150HV的AVDD，DVDD 和 SDVDD 引腳。 注意，ADF4150HV的全部 AVDD 引腳共用公共去耦，數字模塊 (DVDD 和 SDVDD) 電源要求獨立的去耦電容。 ADP1613是一款DC-DC升壓轉換器，集成功率開關，最高支持20 V的輸出電壓。借助額外的外部元件可實現更高的電壓。借助650 kHz或1.3 MHz的引腳可選開關頻率，可實現卓越的瞬態響應性能，并輕松過濾掉噪聲。 ADIsimPower 設計工具為設計人員提供了一種根據輸入和輸出要求決定適當組件的簡單方法。圖1所示ADP1613電路是用可下載的ADP161x升壓設計工具設計的。工具輸入最高效率選項，加上 VOUT 紋波 = 0.2%，VOUT 步長誤差 = 1% 等高級設置，以及噪聲濾波器選項。輸入電壓設為 VINMIN = 4.5 V，VINMAX = 5.5 V，輸出電壓 = 28 V，輸出電流 = 40 mA，環境溫度 = 25°C。設計文件包含在CN-0228設計支持包中：www.analog.com/CN0228-DesignSupport。 ADIsimPower設計文件包含物料清單、詳細原理圖、波特圖、效率曲線圖、瞬態響應以及建議電路板布局。 ADF4150HV是一款集成高壓電荷泵的3.0 GHz小數N分頻或整數N分頻頻率合成器。ADP1613提供ADF4150HV的高壓集成電荷泵電源要求的28 V電壓。 頻率合成器直接驅動外部寬帶VCO，從而無需運算放大器便可實現更高的調諧電壓。這可以簡化設計，降低成本，同時改善相位噪聲，與無源濾波器拓撲相比，有源濾波器拓撲往往會降低相位噪聲性能。 在配合倍頻程調諧范圍VCO使用時，ADF4150HV通過板載RF分頻器提供超寬帶PLL功能。在倍頻程調諧范圍處于基波頻率的情況下，RF分頻器提供的整個連續頻率范圍可向下覆蓋低得多的頻率。例如，使用一款倍頻程范圍為1 GHz至2 GHz的VCO(如Synergy DCYS100200-12)，用戶可在ADF4150HVRF輸出端獲得62.5 MHz至2 GHz的連續輸出頻率，如圖2所示。寬帶輸出匹配通過一個與50 Ω電阻并聯的27 nH電感實現(有關更多信息，請參閱ADF4150HV數據手冊)。有了如此寬的輸出范圍，同樣的PLL硬件設計可以為系統中的多個不同硬件平臺生成不同頻率。 圖1. 用于為ADF4150HV提供高壓電荷泵電源的升壓轉換器(簡化原理圖：未顯示所有連接) ? 圖3. 1.5 GHz輸出的頻譜 ? CN0228 單電源為28 V、高壓鎖相環(PLL)頻率合成器供電 圖1中的高性能PLL頻率合成器電路要求為一個倍頻程范圍(1 GHz至2 GHz)電壓控制振蕩器(VCO)提供28 V的調諧電壓。一個高效的升壓轉換器可提供該電壓，電路采用5 V單電源供電，DC-DC升壓轉換器未造成相位噪聲性能顯著下降。 圖1. 用于為ADF4150HV提供高壓電荷泵電源的升壓轉換器(簡化原理圖：未顯示所有連接) ? 該電路針對通過倍頻程范圍VCO提供寬輸出頻率范圍的PLL而優化。這類VCO要求高調諧電壓，以相對較低的電源電壓工作的多數系統可能無法提供該電壓。 例如，雖然電路中的VCO (Synergy DCYS100200-12)覆蓋了1 GHz至2 GHz頻段，但要使用全部倍頻程范圍，則需要0 V至28 V的調諧電壓。 該調諧電壓有兩種提供方式。傳統技術采用一個有源環路濾波器，其放大器由高壓電源供電。而最佳技術則采用一個高壓PLL頻率合成器，如 ADF4150HV，其中，由PLL提供調諧電壓，無需使用有源環路濾波器。 盡管兩種解決方案都要求高壓電源，但ADF4150HV無需有源環路濾波器，不但可以減少所需元件數量、降低成本，同時還可減少有源濾波器中放大器存在的失真和相位噪聲問題。高壓電源連接至ADF4150HV電荷泵的 VP 引腳，無源環路濾波器會使電源上的任何紋波與VCO輸入相隔離。 對失真和紋波的敏感度降低后，高效的DC-DC升壓轉換器就可以從5 V電源產生ADF4150HV的電荷泵電源引腳 (VP) 所需要的28 V電源。關于PLL供電的完整討論，請參閱 " “PLL的電源管理設計，"《模擬對話》, 45-09。 圖1所示為一種行業領先的解決方案，采用的是ADF4150HV和 ADP1613 升壓轉換器。升壓調節器的電路板總面積只有43 mm2，ADP1613采用8引腳MSOP封裝。 CN0228 圖1中的高性能PLL頻率合成器電路要求為一個倍頻程范圍(1 GHz至2 GHz)電壓控制振蕩器(VCO)提供28 V的調諧電壓。 CN0228 | circuit note and reference circuit info Single Supply Powers a 28 V, High Voltage Phase-Locked Loop (PLL) Synthesizer | Analog Devices

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