PDF《电路笔记 CN-0311》

CN-0311 Circuits from the Lab?reference circuits are engineered and testedforquickandeasysystemintegrationtohelpsolvetoday'

s analog, mixed-signal, and RF design challenges.

For more informationand/orsupport,visitwww.analog.com/CN0311. ADF4351 集成VCO的小数N分频PLL IC ADL5385 宽带发射调制器 ADP150 低噪声3.3 V LDO ADP3334 低噪声可调LDO Rev.

0 CircuitsfromtheLab?circuitsfromAnalogDeviceshavebeendesignedandbuiltbyAnalogDevices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of eachcircuit,andtheirfunctionandperformancehavebeentestedandveri edinalabenvironmentat room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitabilityandapplicabilityforyouruseandapplication.Accordingly,innoeventshallAnalogDevices be liable for direct,indirect,special,incidental, consequential or punitive damages due toany cause whatsoeverconnectedtotheuseofanyCircuitsfromtheLabcircuits. (Continuedonlastpage) One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ?2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 图1. 直接变频发射机(原理示意图:未显示所有连接和去耦) 22nF 10nF 330nF 180? 82? IBBP IBBN LOIP QBBP QBBN SPI-COMPATIBLE SERIAL BUS ADF4351 VVCO VVCO VDD 3.3V CPGND AGND DGND RFOUTBC RFOUTB+ CPOUT 1nF 1nF 4.7k? RSET LE DATA CLK REFIN FREFIN VTUNE DVDD AVDD CE

10 28

16 29

1 2

3 22

8 31

9 11

18 21

27 51? AGNDVCO

14 15

17 20

7 PDBRF

26 SDGND

6 32 SDVDD VP

5 SW

4 ADL5385 RFOUT RFOUTAC RFOUTA+

13 12 VVCO ZBIAS ZBIAS I/Q SMA INPUTS I/Q SMA INPUTS ADP150 1?F 1?F 5.5V 5.0V VPS1, VPS2 ADP3334 1?F 1?F 5.5V DIVIDE-BY-2 QUADRATURE PHASE SPLITTER LOIN 1nF 1nF 11268-001 电路笔记 连接/参考器件 使用LO二分频调制器的宽带低误差矢量幅度(EVM)直接变频发射机 评估和设计支持 电路评估板 ADF4351评估板(EVAL-ADF4351EB1Z) ADL5385评估板(ADL5385-EVALZ) 设计和集成文件 原理图、布局文件、物料清单 电路功能与优势 本电路为宽带直接变频发射机模拟部分的完整实施方案(模 拟基带输入、RF输出).通过使用锁相环(PLL)和宽带集成 电压控制振荡器(VCO),本电路支持30 MHz至2.2 GHz范围 内的RF频率.与使用一分频本地振荡器(LO)级的调制器不 同(如CN-0285中所述),本电路无需进行LO的谐波滤 波. CN-0311 Rev.

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4 图2. 边带抑制,RFOUT从30 MHz扫描至2200 MHz

0 C70 C60 C50 C40 C30 C20 C10

0 500

1000 1500

2000 SIDEBAND SUPPRESSION (dBc) FREQUENCY (MHz) DATA SHEET SPECIFICATION 11268-002 获得最佳性能的唯一要求,就是以差分方式驱动调制器的 LO输入.ADF4351可提供差分RF输出,因此极其适用于本 电路.PLL转调制器接口适用于所有集成2XLO分相器的 I/Q调制器和I/Q解调器.低噪声LDO确保电源管理方案对 相位噪声和误差矢量幅度(EVM)没有不利影响.这种器件 组合可以提供30 MHz至2.2 GHz频率范围内业界领先的直接 变频发射机性能.对于2.2 GHz以上的频率,则推荐使用一 分频调制器,如CN-0285所述. 电路描述 图1所示电路使用完全集成的小数N分频PLL IC ADF4351和 宽带发射调制器ADL5385.ADF4351向发射正交调制器 ADL5385提供本振(LO频率为调制器RF输出频率的两倍)信号,后者将模拟I/Q信号上变频为RF信号.两个器件共同 提供宽带基带I/Q至RF发射解决方案. ADF4351采用超低噪声3.3 V ADP150调节器供电,以实现最 佳LO相位噪声性能.ADL5385则采用5 V ADP3334 LDO供电.ADP150LDO的输出电压噪声仅为9μVrms(10Hz至100kHz 积分),有助于优化VCO相位噪声并减少VCO推压的影响 (等效于电源抑制).有关使用ADP150 LDO对ADF4351供电 的更多详情,请参见CN-0147. ADL5385采用二分频模块产生正交LO信号.因此,正交精 度取决于输入LO信号的占空比精度(以及内部分频器触发 器的匹配).上升和下降时间的任何不平衡都会导致偶次谐 波出现,影响ADF4351 RF的输出.当以差分形式驱动调制 器LO输入时,可以消除偶数阶谐波,改善总体正交产生性 能.(详见 宽带ADC前端设计考虑:何时使用双变压器配 置. 作者:Rob Reeder和Ramya Ramachandran,模拟对话, 40-07) 由于边带抑制性能取决于调制器的正交精度,相比单端方 式,以差分方式驱动LO输入端口能获得更佳的边带抑制. 比起大部分集成VCO的竞争型PLL器件所采用的单端输 出,ADF4351可提供差分RF输出. ADF4351输出匹配包括ZBIAS 上拉电阻,电源节点的去耦电 容也起到一定的作用.为实现宽带匹配,建议使用阻性负 载(ZBIAS =

50 Ω),或者将一个阻性负载与ZBIAS 的电抗性负载 并联.后者提供的输出功率稍高,具体取决于所选的电 感.对于1 GHz以下的LO工作频率,则使用数值为19 nH或 更高的电感.利用ZBIAS =

50 Ω可得出本电路的测量结果;

输出功率设置为5 dBm.使用50 Ω电阻时,此设置在全频段 范围内的每输出约为0 dBm;

而使用差分输入时为3 dBm. ADL5385 LO的输入驱动电平规格为?10 dBm至+5 dBm;

因此,它能够降低ADF4351的输出功率,节省功耗. 边带抑制性能与RF输出频率的扫描关系图如图2所示.在 该扫描图中,测试条件如下: ? 基带I/Q幅度 = 1.4 V p-p差分正弦波与500 mV直流偏置正 交?基带I/Q频率(fBB ) =

1 MHz ? LO =

2 * RFOUT 测试设置的简化框图如图3所示.由于标准ADL5385板不支 持差分LO输入驱动,因此测试中使用了修改后的ADL5385 评估板. 相比数据手册测量中利用低噪声RF信号发生器驱动ADL5385,本电路获得了类似的(甚至更佳的)边带抑制性 能.利用ADF4351的差分RF输出可消除偶数阶谐波,并提 升调制器的正交精度.这会影响边带抑制性能和EVM.对图1所示电路的测量表明,该电路的单载波W-CDMA复合 EVM优于2%.因此,该电路为30 MHz至2.2 GHz的频率提 供了低EVM宽带解决方案.对于2.2 GHz以上的频率,可使 用一分频调制器模块,如CN-0285所述. 若需完整的设计支持包,请参阅 http://www.analog.com/CN0311-DesignSupport. CN-0311 Rev.

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4 图3. 测量边带抑制的测试设置(原理示意图) R&

S AMIQ POWER SUPPLY ADL5385 EVALUATION BOARD ADAPTED TO ACCEPT DIFFERENTIAL LO INPUTS ADF4351 EVALUATION BOARD SPECTRUM ANALYZER IP LOIP LOIN RFOUTA+ RFOUTAC RFOUT IN QP QN 5V 11268-003 常见变化 本文所述PLL转调制器接口适用于所有集成2XLO分相器的 I/Q调制器.它还适用于基于2XLO的I/Q解调器,如ADL5387. 电路评估与测试 CN-0311使用EVAL-ADF4351EB1Z和ADL5385-EVALZ评估 所述电路,能够快速设置并进行评估.EVAL-ADF4351EB1Z 使用评估板附带光盘中的标准ADF4351编程软件. 设备要求 需要以下设备: ? 带USB端口的Windows? XP、Vista或Windows

7 PC ? EVAL-ADF4351EB1Z评估板 ? ADL5385-EVALZ评估板 ? ADF4351编程软件 ? 电源 (5 V,

500 mA) ? I/Q信号源,如Rohde &

Schwarz AMIQ ? 频谱分析仪 另外,可参考针对EVAL-ADF4351EB1Z评估板的UG-435用 户指南、ADF4351数据手册和ADL5385数据手册. 开始使用 测试设置的电路描述、原理图和框图详细信息参见CN-0311(见图1和图3).UG-435用户指南详细说明了 EVAL-ADF4351EB1Z评估软件的安装和使用.UG-435还包 含电路板设置说明和电路板原理图、布局和物料清单. ADL5385数据手册中含有ADL5385-EVALZ电路板原理图、 框图、物料清单、布局和组装信息.相关器件信息,请参 考ADF4351数据手册和ADL5385数据手册. 功能框图 本文所述测试设置的功能框图见图3. 设置和测试 完成设备设置后,使用标准RF测试方法测量电路的边带抑 制性能. CN-0311 Rev.

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4 CN0311 Design Support Package: http://www.analog.com/CN0311-DesignSupport ADIsimPLL Design Tool ADIsimPower Design Tool ADIsimRF Design Tool Brandon, David, David Crook, and Ken Gentile. AN-0996 Application Note, e Advantages of Using a Quadrature Digital Upconverter (QDUC) in Point-to-Point Microwave Transmit Systems. Analog Devices. CN-0134, Broadband Low EVM Direct Conversion Transmitter. Analog Devices. CN-0147, Using the ADP150 LDO Regulators to Power the ADF4350 PLL and VCO. Analog Devices. Nash, Eamon. AN-1039 Application Note, Correcting Imperfections in IQ Modulators to Improve RF Signal Fidelity. Analog Devices. Reeder, Rob, and Ramya Ramachandran. Wideband A/D Converter Front-End Design Considerations: When to Use a Double Transformer Con guration. Analog Dialogue, 40-07. ADF4351 Data Sheet ADF4351 Evaluation Board ADL5385 Data Sheet ADL5385 Evaluation Board ADP150 Data Sheet ADP3334 Data Sheet (Continuedfrom rstpage)Circuits from the Lab circuits are intended only for use with Analog Devices products and are the intellectualproperty of Analog Devices or its licensors. While you may use the Circuits from the Lab circuits in the design of your product, no other license is granted by implication or otherwise under any patents or other intellectual property by application or use of the Circuits from the Lab circuits. Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, Circuits from the Lab circuits are supplied as is and without warranties of any kind, express, implied, or statutory including, but not limited to, any implied warranty of merchantability, noninfringement or tness for a particular purpose and no responsibility is assumed by Analog Devices for their use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from their use. Analog Devices reserves the right to change any Circuits from the Lab circuits at any time without notice but is under no obligation to do so. ?2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. CN11268sc-0-12/12(0) 了解详情 数据手册和评估板 修订历史 2012年12月―修订版0:初始版 ........