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LMX2531 中文资料中文资料 内部集成内部集成 VCO 的高性能频率合成器的高性能频率合成器 概述概述 LMX2531 是低供电，高性能频率合成器，它完整的集成了PLL 和 VCO 电路，可 调整的三阶、四阶点。同时内部集成的低噪声、高精度的低压差稳压器 LDO，使得系统具 有更高的噪声抑制性能和稳定性。当与高质量参考晶振配合使用时，可产生非常稳定、低噪 声的本地振荡信号，用于无线通信设备中的频率转化（上变频或下变频） 。LMX2531 是单块 集成电路，采用先进的 BICMOS 制作工艺。LMX2531 有几种不同型号，分别用于不同的频 率段。 该芯片的采用三线 MICROWIRE 接口方式使得编程更容易，接口操作电压低到 1.8V。 电源供电范围 2.8V-3.2V。LMX2531 为 36 个引脚（6*6*0.8mm）无铅 LLP 封装。 应用对象应用对象 3G 手机基站（WCDMA,TD-SCDMA,CDMA2000） 2G 手机基站(GSM/GPRS, EDGE,CDMA1xRTT) 无线 LAN 宽带无线接入 无线电通信 CATV 设备 仪器和测试设备 RFID 读卡器（射频读卡器） 特性特性 多样化的频段选择多样化的频段选择 -频段选择参看以下表格 -频率范围：765 MHz - 2790 MHz PLL 特性特性 -小数 N 和调节器可编程到 4 阶 -快速锁定/ -可调整的循环滤波器 -极低的相位噪声和杂散 -分部集成可校准循环滤波器 VCO 特性特性 -集成感应器 -低相位噪声 其他其他 -工作电压 2.8-3.2V -低工作电流 -支持 1.8V MICROWIRE -封装：LLP 36 引脚 内部功能块示意图内部功能块示意图 引脚连接图引脚连接图 引脚描述引脚描述 Pin# 引脚名称 I/O 描述 1 VccDIG - 数字 LDO 电路电源输入端。电压输入范围 2.8-3.2V。旁路电容应尽量靠近该 引脚。 3 GND 接地端 2， 4， 5， 7，12， 13，29， 35 NC 空脚 6 VregBUF VCO 缓冲电路内部校准电压输入端。对地连接一个电容。 8 DATA MICROWIRE串行数据输入端。 高阻抗 CMOS 输入。 输入电压不得超过 2.75V。 数据高位先送（MSB） 。 9 CLK MICROWIRE 时钟输入端。高阻抗 CMOS 输入。输入电压不得超过 2.75V。 上升沿触发移位数据至寄存器。 10 LE MICROWIRE 使能输入端。高阻抗 CMOS 输入。输入电压不得超过 2.75V。 当 LE 由低变高电平时，移位寄存器的数据被送入所选择的内部工作寄存器。 11 CE 芯片使能输入端。高阻抗 CMOS 输入。输入电压不得超过 2.75V。当 CE 为高 电平，LMX2531 内部相应的电源控制位上电。此时必须重新送数据至 R0 寄 存器，使之重新锁定。 14.15 NC 空脚，不连接，也不接地。 16 VccVCO VCO 校准电路电源输入端。输入电压范围 2.8-3.2V。旁路电容应尽量靠近该 引脚。 17 VregVCO - VCO 电路内部校准电压。不外接负载。对地连接一个电容。 18 VrefVCO - VCO LDO 电路内部参考电压。不外接负载。对地连接一个电容。 19 GND - VCO 电路接地端。 20 GND - VCO 输出缓冲电路接地端。 21 Fout o VCO RF 信号输出端。 22 VccBUF - VCO 缓冲电路电源输入端。输入电压范围 2.8-3.2V。旁路电容应尽量靠近该 引脚。 23 Vtune I VCO 电压控制端。通过外部滤波电路连接到 Cpout。 24 CPout O PLL电荷泵输出。通过外部滤波电路连接到 Vtune。 25 Flout O NMOS 开漏极输出，用于快速锁定或通用目的输出。 26 VregPLL1 - PLL电荷泵内部校准电压输入。不外接负载。对地连接一个电容。 27 VccPLL - PLL电源输入。输入电压范围 2.8-3.2V。旁路电容应尽量靠近该引脚。 28 VregPLL2 - RF 数字电路校准电压输入。不外接负载。对地连接一个电容。 30 Ftest/LD O 多元 CMOS 输出。典型应用于侦测 PLL 锁定指示。 31 OSCin I 振荡器输入端。 32 OSCin* I 振荡器输入端。当旁路电容应尽量靠近该引脚。 33 Test 用于测试或接地用于通用操作。 34 GND 接地端。 36 VregDIG LDO 数字电路内部校准电压输入端。 硬件连接图硬件连接图 引脚引脚 应用说明应用说明 VccDIG VccVCO VccBUF VccPLL 因为 LMX2531 包含内部校准，因此电源噪声抑制很好，且引脚上的电容也不用过多的考究。 如果需要，可以将电容尽量靠近该引脚，以提高电源噪声抑制度。建议电容值采用 1uF。 VregDIG 此引脚在没有其他充分的理由时，旁路电容建议使用推荐值。 VrefVCO 如果 VrefVCO 上的电容值需要改变，推荐该电容值保持在 1/100 和 1/1000 之间。 VregVCO 此引脚是校准器的输出端，如果串连的电阻值不够将影响稳定度。因为陶瓷电容 ESR 容值太 小，建议必须串连一个 1-3.3。如果 ESR 不足，相位噪声将变差，特别在 100-300KHz 截 止点。推荐值范围在 1 F -10 F。 VregPLL1 VregPLL2 该引脚上选择接地电容的电容值会影响在 100-300KHz 范围内的杂谱和相位噪声， 如果串太大 的电阻杂谱会迅速的降低（退化） ，串的电阻太小，相位噪声会降低（退化） 。当串接的电容采 用 470nF、电阻采用 220m可以得到最佳的效果，此时相位噪声最小。虽然这个理想值比较 特殊。 CLK DATA LE 因为该引脚上的最大电压必须小于 Vcc 最小电压，因此移位时的电平需受限制。如果微型控 制器的输出电压太高，必须使用电阻分压。 CE 当微型控制器的输出电压太高时，CE 和 CLK, DATA, LE 引脚一样，电平受到限制，采用分压 或串接二极管的方法都可以达到要求。 但采用串接二极管的方法更有利， 因为当芯片掉电时二 极管没有电流通过 Ftest/LD 通过检测此引脚电平状况，检查锁定情况。 Fout 此引脚是高频输出端。需要（AC）交流连接，要求适匹配。根据输出的频率，DC 电源模块的 电容值需做适当的调整。 CPout Vtune 在多数情况下，这两个引脚是可以连接在一起的。C1_LF, C2_LF, R2_LF 是用于连接内部循环 滤波电路形成一个 4 阶循环滤波器。然而，用户也可以选择增加格外的点。 R2Plf R2Plf 是快速锁定寄存器，它可用于多种情况。如：在快速锁定时，为了能在低电流驱动时减 少的杂散，此时可以调整内部循环滤波电路参数。 OSCin 晶体振荡器输入引脚。需要交流（AC）连接。AC coupled. OSCin* 如果设备采用单信号驱动，此引脚需对地接一个电容。 最大额定值最大额定值 如果是军事或航空上的特殊设备的要求，请联系 National Semiconductor 销售办公室。 参数参数 符号符号 额定值额定值 单位单位 Vcc(VccDIG, VccVCO, VccBUF, VccPLL) -0.3-3.5 供电电压 其它引脚（除 GND） -0.3-3.0 V 存储温度范围 T STG -65-150 铅温度 TL +260 推荐的工作情况推荐的工作情况 参数参数 符号符号 最小值最小值 典型值典型值 最大值最大值 单位单位 供电电压 (VccDIG, VccVCO, VccBUF,) Vcc 2.8 3.0 3.2 V 串行接口和电源控制 电压 VI 0 2.75 V 环境温度 TA -40 +85 电器特性（电器特性（Vcc=3.0V,-40TA85； ）； ） 符号 参数 情况 最大值 典型值 最大值 单位 电流消耗电流消耗 不分频 34 41 供电电流 （除 LMX2531LQ2265E， LMX2531LQ2570E） 分频使能 37 46 不分频 38 44 Icc 供电电流 （除 LMX2531LQ2265E， LMX2531LQ2570E） 分频使能 41 49 mA IccPD 去电电流 CE=0V，部分已初始化 7 uA 振荡器振荡器 IIHOSC 振荡器高输入电流 VIH=2.75V 100 uA IILOSC 振荡器低输入电流 VIL=0 -100 uA foscin 频率范围 5 80 MHz Voscin 振荡器灵敏度 0.5 2.0 Vpp PLL Fcomp 相位检测频率 32 MHz ICP=0 90 uA ICP=1 180 uA ICP=3 360 uA Icpout 电荷泵输出电流 ICP=15 1440 uA IcpoutTRI CP TRI-STATE 电流 0.4VVcpout2.0V 2 10 IcpoutMM 电荷泵 vs 失谐 Vcpout=1.2V TA=25 2 8 IcpoutV 电荷泵电流 vs. CP 电压变化 0. 4VVcpout2.0V TA=25 4 IcpoutT CP 电流 vs. 温度变 化 Vcpout=1.2V 8 ICP=1*电荷泵增益 4KHZ OFFSET -202 dBc/Hz LN(f) 规格化相位噪声 (Note 2) ICP=16*电荷泵增益 4KHZ OFFSET -212 电器特性（电器特性（Vcc=3.0V,-40TA85； ）； ） 符号符号 参数参数 情况情况 最小 值 最小 值 典型 值 典型 值 最大 值 最大 值 单位单位 VCO 频率频率 LMX2531LQ1570E 1530 1636 LMX2531LQ1650E 1590 1700 LMX2531LQ1700E 1662 1770 LMX2531LQ1778E 1726 1840 LMX2531LQ1910E 1834 2028 LMX2531LQ2080E 1904 2274 LMX2531LQ2265E 2178 2400 fFout 工作频率范围（所有 的选择都有一个频率 分频器，频率值为所 显示的频率 1/2） LMX2531LQ2570E 2336 2790 MHz 其它其它 VCO 说明说明 LMX2531LQ1570E LMX2531LQ1650E 90 Tcl 保持持续锁定的最大 允许温度漂移量 LMX2531LQ1700E LMX2531LQ1778E LMX2531LQ1910E LMX2531LQ2080E LMX2531LQ2265E LMX2531LQ2570E 125 LMX2531LQ1570E 2.0 4.5 8.0 LMX2531LQ1650E 2.0 4.5 8.0 LMX2531LQ1700E 1.0 3.5 7.0 LMX2531LQ1778E 1.0 3.5 7.0 LMX2531LQ1910E 1.0 3.5 7.0 LMX2531LQ2080E 1.0 3.5 7.0 LMX2531LQ2265E 1.0 3.5 7.0 LMX2531LQ2570E 不分频 0.0 3.0 6.0 dBm LMX2531LQ1570E 1.0 3.0 6.0 LMX2531LQ1650E 1.0 3.0 6.0 LMX2531LQ1700E 1.0 3.0 6.0 LMX2531LQ1778E 1.0 3.0 6.0 LMX2531LQ1910E 1.0 3.0 6.0 LMX2531LQ2080E 0.0 2.5 5.0 LMX2531LQ2265E 0.0 2.5 5.0 Ffout 输出接一 50 /5pF 负载 LMX2531LQ2570E 分频使能 -1.0 1.5 4.0 dBm LMX2531LQ1570E 4-7 LMX2531LQ1650E 4-7 LMX2531LQ1700E 6-10 LMX2531LQ1778E 6-10 LMX2531LQ1910E 8-14 Kvtune 最佳改变灵敏度 LMX2531LQ2080E 9-20 MHz/V LMX2531LQ2265E 10-16 LMX2531LQ2570E 10-23 电器特性（电器特性（Vcc=3.0V,-40TA85； ）； ） 符号符号 参数参数 情况情况 最小 值 最小 值 典型 值 典型 值 最大 值 最大 值 单位单位 不分频 -30 -25 二次谐波，50 /5pF 负载 分频使能 -20 -15 不分频 -40 -35 分频使能 LMX2531LQ1570E LMX2531LQ1650E -20 -15 HSfout 谐波抑制 三次谐波，50 /5pF 负载 分频使能 其它型号 -25 -20 dBc PUSHfout Creg = 0.1uF, VDD 100mV, Open Loop 300 KHz/V PULLfout VSWR=2:1, Open Loop 600 KHz Zfout 输出阻抗 50 VCO 频率频率 VCO 相位噪声相位噪声 10KHz -93 100KHz -118 1MHz -140 Ffout=1583MHz DIV2=0 5MHz -154 10KHz -99 100KHz -122 1MHz -144 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ1570 Ffout=791.5MHz DIV2=1 5MHz -155 dBc/Hz 10KHz -93 100KHz -118 1MHz -140 Ffout=1645MHz DIV2=0 5MHz -154 10KHz -99 100KHz -122 1MHz -144 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ1650 Ffout=822.5MHz DIV2=1 5MHz -155 dBc/Hz 10KHz -92 100KHz -117 1MHz -139 Ffout=1645MHz DIV2=0 5MHz -153 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ1700 Ffout=822.5MHz 10KHz -98 dBc/Hz 100KHz -122 1MHz -144 DIV2=1 5MHz -154 10KHz -92 100KHz -117 1MHz -139 Ffout=1783MHz DIV2=0 5MHz -152 10KHz -97 100KHz -122 1MHz -144 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ1778 Ffout=891.5MHz DIV2=1 5MHz -154 dBc/Hz 10KHz -89 100KHz -115 1MHz -138 Ffout=1931MHz DIV2=0 5MHz -151 10KHz -95 100KHz -121 1MHz -143 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ1910 Ffout=965.5MHz DIV2=1 5MHz -155 dBc/Hz 10KHz -87 100KHz -113 1MHz -136 Ffout=2089MHz 5MHz -150 10KHz -93 100KHz -119 1MHz -142 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ2080 Ffout=1044.5MHz 5MHz -154 dBc/Hz 10KHz -88 100KHz -113 1MHz -136 Ffout=2264MHz 5MHz -150 10KHz -94 100KHz -118 1MHz -141 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ2265 Ffout=1132MHz 5MHz -154 dBc/Hz 10KHz -86 100KHz -112 L(f)Fout 相位噪声 LMX2531LQ2570 Ffout=2563MHz 1MHz -135 dBc/Hz 5MHz -149 10KHz -91 100KHz -117 1MHz -139 Ffout=1281.5MHz 5MHz -152 电器特性（电器特性（Vcc=3.0V,-40TA85； ）； ） 符号 参数 情况 最小值 典型 值 最大 值 单位 数字接口数字接口(DATA,CLK,LE,CE,Ftest/LD,Flout) VIH 高电平输入电压 1.6 2.75 V VIL 低电平输入电压 0.4 V IIH 高电平输入电流 VIH=1.75 -3.0 3.0 uA IIL 低电平输入电流 VIL =0V -3.0 3.0 uA VOH 高电平输入电压 IOH=500uA 2.0 2.65 V VOL 低电平输入电压 IOL=-500uA 0.0 0.4 V MICROWIRE 时序时序 tCS 数据到时钟上升沿时 间 参见时序图 25 ns tCH 时钟保持时间 参见时序图 20 ns tCWH 时钟高电平宽度 参见时序图 25 ns tCWL 时钟低电平宽度 参见时序图 25 ns tES 时钟与使能上升沿时 间 参见时序图 25 ns tCES 使能与时钟上升沿时 间 参见时序图 25 ns tEWH 使能高脉冲宽度 参见时序图 25 ns 串行送数时序图串行送数时序图 1. 0 功能描述功能描述 LMX2531 是低功耗，高性能频率合成器，它包括 PLL，VCO 和集成循环滤波电路。在 2.0 章节将对本节涉及到的各个寄存器位做更详细的说明。 1.1 参考振荡器输入参考振荡器输入 因为 VCO 频率校准是基于 OSCin 引脚输入的时钟信号，因此必须设置相应的控制位。 基于 OSCin 输入频率，XTLSEL（R622：20）和 XTLDIV（R79：8）都必须做相应的设 置。对于 LMX2531LQ2080E 和 LMX2531LQ2570E，XTLMAN（21：10）和 XTLMAN2 （R84）必须做相应设置。而对于其他型号，就没必要了。 1.2 R 分频器分频器 R 分频器将振荡频率分频得到相位检测频率。R 的有效值为：1，2，4，8，16 和 32。当 R 值超过 8 时，R 的值会影响分数模式。 1.3 N 分配器和小数运算电路分配器和小数运算电路 LMX2531 中的 N 是个小数分配器， 分数的分母值可以取 1-4,194,303 中的任一值。 N 决 定了 N 计数器中的整数部分 NInteger。由于这里有 16/17/20/21 四种比例因子，限制了整数 值的最小值。 这是因为该值实际上在四种系数因子中通过多种不同的比例因子形成， 而达到 期望值。分数(NFractional)由 NUM 和 DEN 组成。分数中的分母值 DEN 的值可以可以是 2-4,194,303。当 DEN=0 时，分数没意义，因为 N 值此时无限大；当 DEN=1 时也没什么意 义（当然也可以这样使用） ，因为整数模式可以这样应用。而所有其它的值，象 10,32,734 或4,000,000都是正确的。 一旦分数分母DEN的值确定， 分数分子NUM的值范围为0-DEN-1。 有时，为表示同一个分数，如 1/10，也可同比例放大为 100/1000，有时此小数部分产生的 杂散会好些，但其也不绝对。当然也受到小数调节器的设置、抖动模式的选择和循环滤波带 宽，以及其他一写特殊应用的影响。因此在通常情况下，N 寄存器的值由以下公式计算： N = NInteger + NFractional 为了计算最小的分母，需要先设置 R 寄存器的值，因此就可以知道比较频率。将比较 频率除于比较频率和晶体振荡器的最大公约数，就可以得到最小所需要的分母值。例如，在 振荡频率 10MHz 和信道间隔 200KHz。 如果 R寄存器选择 2， 此时比较频率为 5MHz。 200KHz 和 5MHz 的最大公约数为 200KHz。 5MHz/200KHz 等于 25，所以分数的分母可以是 25 或是 任意以 25 为倍数的数。现在举另一个例子，把信道间隔改成 30KHz。当比较频率为 5MHz， 因此 30KHz 和 5MHz 的最大公约数为 10KHz. 5MHz/10KHz=500。在这种情况下，任何为 500 的整数倍的数都可以设定为分母的值。最后举个例子，在一个应用中要求固定输出一个 2110.8 MHz 的频率， 晶振频率为 19.68 MHz。 如果 R=2， 则比较频率为 9.84 MHz。 9.84 MHz 和 2110.8 MHz 的最大公约数为 240 kHz。 9.84 MHz/240 kHz=“41“。 因此小数分母可以是 41， 或任一 41 的整数倍。在这个例子中，最终得到的 N 值=214+21/41。 LMX2531 中的结构来实现分数值。在这种结构中，可根据不同值的需求，调整整 数部分 N 的值，以得到一个分数。在该部分，调节器可以设置为 0（整数模式） 、2、3 或 4。 理论上分数调节器的值越高，杂散会越低。然而，实际上并不都是这种情况，有时调节器的 值越高会带来额外的杂谱，但这也依赖于实际应用。这也就是有调节器的好处。抖动同样也 影响谱的分布，但相对比较弱。 1.4 相位检波器相位检波器 相位检波器比较 R、N 寄存器的输出频率，并输出一个时时的相位误差信号。相位检测 的频率的选择将会影响的到系统的性能。当决定了相位检测的频率，此时就需要考虑 R 寄 存器值的选择。 1.5 分布循环滤波分布循环滤波 LMX2531 内部集成了三阶（R3、C3 形成）和四阶（R4、C4 形成）循环滤波器。可以通 过设置 EN_LPFLTR ( R615 ) 使能循环滤波器。 C3、 C4、 R3、 R4 的值可以通过 MICROWIRE 接口独立编程。同样，在快速锁定时为了达到最小锁定时间，R3、R4 的值也会被改变。集 成的循环滤波器推荐做最大可能衰减设置（R3=R4=40K，C3=C4=100pF） ，内部集成滤波器 比外部循环滤波器的抑制杂谱的性能更好。然而，如果内部循环滤波的衰减量太大，就限制 了循环滤波器的带宽，为了协调这种情况，相应的截止滤波电容 C1=0。在采用内部循环滤 波电路时，增加电荷泵的电流和（/或）比较频率可增加最大循环滤波器带宽。此外，这样 常使得循环滤波器性能更佳且杂波抑制性更强。 如果电荷泵电流和比较频率已经很高了， 最 大衰减循环带宽仍然很小， 外围环路滤波电路电阻和电容值必须减小或者将内部循环滤波器 旁路。 注意：当内部循环滤波器被旁路，VCO 前端的输入电容的等同于一个 200pF 的电容。更多 关于内部循环滤波器的信息，到 .网站查阅。 1.6 低噪声低噪声 VCO LMX2531 内部集成了一个完整的 VCO，包括电压感应器。为了得到最佳的相位噪声， 该 VC0 拥有频率和相位噪声校准运算电路。 此频率校准是必要的， 因为 VCO 内部将频率范 围分割成不同的波段，为了达到低增益变化和更好的相位噪声。当 R0 寄存器被编程后，频 率校准起作用。如果温度有相当大的变化，并且 RO 寄存器并未被设置，那它就不能漂移超 过允许的最大漂移量来保持TCL一直锁定，或者 VCO 不能被保证处于锁定状态。为了得到 最低可能的相位噪声必须对相位噪声进行校准运算。LMX2531 的每一个型号， VCO_ACI_SEL ( R619:16 )位都必须做正确的设置，以保证得到最佳的相位噪声。 在不同的频率段，VCO 的增益功率略有不同，在最小频率点增益最低，高频率点，增 益越高。 该范围在数据列表中有详细说明。 当设置内部循环滤波器时， 推荐用以下方法设置。 首先，利用最大和最小的频率计算出几何平均数。然后用直线方程近似推断出 VCO 增益。 例如，假设应用 LMX2531LQ2080E 产生 2100-2150MHz 的频率信号。2100 和 2150 的几何 平均值等于2125MHz。 因此VCO的增益在1904MHz是9 MHz/V， 在2274 MHz为20 MHz/V。 在这 370 MHz 的范围内，VCO 的增益改变是 11 MHz/V。因此在 2125 MHz 时，VCO 的增 益近似计算为 9 + (2125-1904)* 11/370 = 15.6MHz/V.。 虽然 VCO 的增益是一部分一部分的改 变，这种变化对于 VCO 增益来说是很小的。 1.7 可编程分频器可编程分频器 所有的 LMX2531 的器件都有一个可编程的分频器。通过该 2 分频器用户得到一个精确 上午 FVCO/2 频率信号。因为该两分频率是在 VCO 和 PLL 之间的反馈通道输出的，因此必须 在分频前先设把循环滤波器和计数器值设置成可达到 VCO 频率的值。 注意：为了得到最佳的相位噪声，在改变 DIV2 状态后，应先编程 R0 寄存器。 1.8 选择电荷泵电流和比较频率选择电荷泵电流和比较频率 LMX2531 有 16 个电流级别和灵活的分数系数。这样给用户很高的自由度。本节将讨论 设计中需考虑的问题。从 PLL 噪声的角度来看，尽可能的选择高的电流和比较频率，将得 到最佳的相位噪声。比较频率每增加一倍，PLL 噪声增加 3dB，但是在较少的偏移时，这种 影响不及 PLL 噪声的 1/f。电流每增加一倍，相位噪声将提高 3dB，虽然在电流增大的同时 反馈量改变量很小。 从循环滤波器的设置和 PLL 相位噪声的角度看，在设计时，尽量采用高的比较频率和 电荷泵电流。然而，如果考虑最差的小数杂散，即产生的输出频率等同于 1 个信道间隔，并 偏离晶振的输入频率的倍数， 那么给定的推论需从新考虑。 如果比较频率和电荷泵的电流太 高，那么该谱将退化，且循环滤波器也不能象理论上期望的那样，完全滤除杂谱。为了得到 较最佳的频谱性能，推荐比较频率用 2.5MHz，电荷泵电流采用 1X。 2.0 设计概要设计概要 程序通过对 11 个 24 位寄存器的操作来控制 LMX2531。24 位移位寄存器被用做临时寄 存器，间接的对芯片上的寄存器进行编程。该移位寄存器由数据区和地址区两部分组成。寄 存器的最后 4 位， CTRL3： 0形成地址区， 用于识别内部寄存器地址。 剩下的 20 位 DATA19： 0形成数据区。当 LE 为低电平时，数据在串行时钟信号的上升沿的促发下移入寄存器（编 程时高位先送） 。当 LE 变为高电平时，数据区中的数据被送入所选择的内部寄存器。 虽然这里实际上有 14 个寄存器，但只有一部分需要被编程，因为其他隐藏的寄存器状 态（R13，R11，R10）在芯片初始化时已经被设置。虽然这些隐藏的寄存器也可以编程，就 象很多位都可以被定义成1或0 ，但用户不需要对这些隐藏的寄存器或位做实验，因 为做了没多大意义。此外，如何做这部分的实验还存在很多争议。 2.01 寄存器位置真值表 2.02 初始化顺序初始化顺序 下面来描述芯片在未知状态时的初始化时序。编程时必须按以下时序来编写寄存器。 注意：寄存器 R5 编程下载后与 R1 寄存器编程下载的时间间隔最小值 10MS，以保证 LDOs 模块完全上电。 2.1 寄存器寄存器 R0 对 R0 寄存器编程可以使 VCO 频率校准程序起作用。 为使 VCO 得到中心协调电压， 从 而达到最佳性能，频率校准是很有必要的。如果温度漂移，但未超过规定范围，PLL 仍能锁 定。 2.1.1 NUN10：0 和和 NUN21：12分数的分子分数的分子 NUN 被分配到 R0 和 R1 两个寄存器。 分子位决定了 PLL 的分数分子。 当 FDM 位 （R322） 为 0 时， 该值范围为 0-4095 （而其他位的值将被忽略） ， 否则当 FDM=1 时， 范围为： 0-4194303。 注意：当 R=16 或 32，分数分子的值受到 R 计数器值的限制。 2.1.2 N7：0和和 N10：8 N 计数器为 11 位， 其中有 8 位在 R0 寄存器中， 其余的低 3 位在 R1 寄存器中。 LMX2531 由 A、B、C 三个计数器组成，它们结合 16/17/20/21 系数，最终形成 N 计数器的值。 N10：8 N7：0 N 值 C B A 55 禁止小于 55 55 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 2039 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 2.2 R1 寄存器寄存器 2.2.1NUN21：12 这是分数分子的高 10 位，在前面已经介绍。 2.2.2N10：8N 计数器的高计数器的高 3 位位 这是 N 计数器的高 3 位，在 R0 寄存器部分已经讨论。 2.2.3ICP3：0电荷泵电流电荷泵电流 当电荷泵电流增加可以编程此位改变电荷泵电流。通过编程可以使电流在 100uA 1.6mA 之间变化，步进为 100uA。通常，电流高 PLL 的相位噪声较好，但杂谱变高。 ICP 电荷泵状态电荷泵状态 3V 电压下的典型电流（电压下的典型电流（uA） 0 1X 90 1 2X 180 2 3X 270 3 4X 360 4 5X 450 5 6X 540 6 7X 630 7 8X 720 8 9X 810 9 10X 900 10 11X 990 11 12X 1080 12 13X 1170 13 14X 1260 14 15X 1350 15 16X 1440 2.3 R2 寄存器寄存器 2.3.1R5：0R 计数器值计数器值 R 寄存器的值决定了相位检测频率。振荡器的输入频率被 R 寄存器的值分频。注意：R 的值仅为：1，2，4，8，16，32。 R 寄存器值寄存器值 分数分母约束分数分母约束 R5：0 0，3，5-7 9-15，17-31， 33-63 n/a 违法值 1 没 0 0 0 0 0 1 2 没 0 0 0 0 1 0 4 没 0 0 0 1 0 0 6 没 0 0 1 0 0 0 16 必需除 2 0 1 0 0 0 0 32 必需除 4 1 0 0 0 0 0 注意： 2.3.2DEN21：12和和 DEN11：0分数分母分数分母 这些位决定了分数分母的值。高 10 位在 R3 寄存器中。当 FDM 位的值被设置成 0， DEN21：12将被忽略。当 ORDER 设置成 1，分数电路不能工作，此时分数分母可以允许 被设置成 0。而 R=1 在应用上没多大意义。而其他的值可适当应用于在分数模式。 2.4 R3 寄存器寄存器 2.4.1 DEN21：12分数分母的扩充分数分母的扩充 这是 DEN 的高位，前面已经讨论过。 2.4.2 FoLD3:0Ftest/LD 引脚的多样化输出引脚的多样化输出 FoLD3:0用于编程 Ftest/LD 引脚的多样化输出。 该引脚可以用做通用的 I/O 口， 锁定检 测和诊断功能。当编程为数字锁定检测状态，当锁定时 Ftest/LD 引脚将输出高电平，反之 输出低电平。锁定状态由相位检测器的输入相位决定。在 ANALOG 检测模式下，Ftest/LD 引脚快速输出负脉冲，以协调电荷泵电流的到来。这个输出信号配合 RC 滤波器形成低通滤 波器以决定检测的锁定状态。当采用开环状态时，电路上的上拉电阻应该大大于 RC 滤波器 上的电阻，以提高电路的灵敏度。用于诊断目的时，该操作对于观察 R 计数器和 N 计数器 的输出是很有用的，应该意识到 Ftest/LD 引脚输出的电平和该部分的电源电压不会一致， 但VOH和VOL电平和电气特性规范一致。 2.4.3 ORDERDelta Sigma 调节器调节器 这位决定了 PLL 模块中 delta sigma 调节器的正常工作状态。通常情况下，越高的命令 值可以减少在增加信道间隔时产生的主要杂谱， 但在滤波不充分的情况下， 在信道间隔很小 时仍会产生杂谱。最佳的选择命令状态在应用中是各不一样的。然而，在你不确定该选择哪 个时，推荐先使用 third 命令状态调节器。 ORDER Delta Singma 调节器命令状态调节器命令状态 0 Fourth 1 复位调节器 2 Second 3 Third 2.4.4 DITHER 抖动抖动 抖动对于减少杂散很有用，特别是当信道间隔很小的时候产生的杂散。除分数的分子等 于 0 外。在这种情况下，采用抖动的方法没什么好处。抖动有时也会增加 PLL 的相位噪声。 通常情况下，如果抖动不使能，相位噪声比系统内部的循环带宽稍微好一点，但是杂散相应 的变差了点。 DITHER 抖动模式抖动模式 0 弱抖动 1 保留 2 强抖动 3 不使用抖动 2.4.5 FDM 分数分母模式分数分母模式 当该位设置为 1 时，必须考虑分数的分子和分母的高 10 位。FDM=1 时，分数分母的值 的允许范围为：1-4194303。当 FDM=0 时，仅需要考虑分数分子和分母的低 12 位，此时分 母的允许值为 1-4095。当此位未使用时，消耗电流低于 0.5MA。 2.4.6 DIV2 对此位做适当的操作，可以将 VCO 的输出频率 2 分频。此操作对输出信号的谐波和功率 影响很小。 DIV2 VCO 输出频率输出频率 0 不进行 2 分频 1 进行 2 分频 2.5 R4 寄存器寄存器 2.5.1 TOC13:0 - FastLock 时间输出计数器时间输出计数器 当该位值为小于等于 3 时，快速锁定不可用，且该引脚做为用于通用的 I/O 口。当该位 值为 4 或大于 4 时，时间计数器（timeout counter）开始统计相位检测周期，具体对应见以 下表格。 当计数器在使用时，Flout 引脚接地时，使用快速锁定（FastLock）电流，并且电阻 R3 和 R4 的值也可能被改变。下面的表格总结了不同的控制值在快速锁定时的差别。 2.5.2 ICPFL3:0 - Fastlock 电荷泵电流电荷泵电流 当使用快速锁定功能时，是通过电荷泵电流来使锁定时间变得更短。 2.6 R5 寄存器寄存器 2.6.1 EN_PLL PLL 使能位使能位 当该位置 1，PLL 模块上电，否则掉电。 2.6.2 EN_VCO - VCO 使能位使能位 当该位置 1， VCO PLL 模块上电，否则掉电。 2.6.3 EN_OSC 内部振荡器使能位内部振荡器使能位 当该位置 1(默认值), 内部参考振荡器模块上电，否则掉电。 2.6.4 EN_VCOLDO - VCO LDO 使能位使能位 当该位置 1(默认值), VCO LDO 模块上电，否则掉电。 2.6.5