MC145152-2芯片.doc

基于MC145152-2芯片的频率合成器的设计图作者： 何强王丹|出处：南京工业职业技术学院 | 2011-05-23 17:35:39 |阅读：141次基于MC145152-2芯片的频率合成器的设计图,介绍了MC1451522芯片的特点，并分析了利用该芯片设计1 800 MHz频率合成器的方法。该频介绍了MC1451522芯片的特点，并分析了利用该芯片设计1 800 MHz频率合成器的方法。该频率合成器具有较低的相位噪声、很高的频率稳定度，它将在移动通信等领域有广泛的应用。1引言频率合成技术是现代通信的重要组成部分，它是将一个高稳定度和高准确度的基准频率经过四则运算，产生同样稳定度和准确度的任意频率。随着大规模集成电路的发展，利用锁相环频率合成技术研制出了很多频率合成集成电路。其中，以摩托罗拉公司的MC14515x2系列较为先进，本文将介绍一种基于MC1451522芯片的频率合成器。这种锁相环频率合成器的稳定度和准确度与基准频率相当，不产生额外的误差。它在移动通信等领域有着广泛的应用。2MC1451522芯片的特点及功能MC1451522芯片是摩托罗拉公司生产的锁相环频率合成器专用芯片。它是MC1451521芯片的改进型。MC1451522芯片具有下列主要特征：（1）它与双模（P（P1）分频器同时使用，有一路双模分频控制输出MC。当MC为低电平时，双模分频器用（P1）去除；当MC为高电平时，双模分频器用模数P去除。（2）它有A计数器和N计数器两个计数器。它们与双模（P（P1）分频器提供了总分频值（NPA）。其中，A、N计数器可预置。N的取值范围为31023，A的取值范围为063。A计数器计数期间，MC为低电平；N计数器计数（NA）期间，MC为高电平。（3）它有一个参考振荡器，可外接晶体振荡器。（4）它有一个R计数器，用来给参考振荡器分频，R计数器可预置，R的取值范围：8，64，128，256，512，1024，1160，2048。（5）它有两路鉴相信号输出，其中，R、V用来输出鉴相误差信号，LD用来输出相位锁定信号。MC1451522的供电电压为30 V90 V，采用28脚双列封装形式。MC1451522的原理框图如图1所示。MC1451522的工作原理：参考振荡器信号经R分频器分频后形成fR信号。压控振荡器信号经双模（P（P1）分频器分频，再经A、N计数器分频器后形成fV信号，fVfVCO（NPA）。fR信号和fV信号在鉴相器中鉴相，输出的误差信号（R、V）经低通滤波器形成直流信号，直流信号再去控制压控振荡器的频率。当整个环路锁定后，fVfR且同相，fVCO（NPA）fV（NPA）fR，便可产生和基准频率同样稳定度和准确度的任意频率。31 800 MHz频率合成器的设计1311 800 MHz频率合成器元件的选取锁相环频率合成器选用芯片MC1451522。晶振选用1024MHz的温补晶体，它的频率稳定度较高，可达108。低通滤波器选用运放芯片MC33171；双模分频器选用MC12054A芯片，模数P128，工作频率为20 GHz；压控振荡器选用变容管电调谐介质振荡器。32MC145152-2芯片参数的设计R的取值范围512，RA2RA0为100，N的取值范围703，N9N0为1010111111，A的取值范围16，A5A0为010000。R计数器、N计数器、A计数器可预置，各管脚接地为逻辑0，悬空为逻辑1。331 800 MHz频率合成器电路的设计1 800 MHz频率合成器电路图，如图2所示。图2中，运放芯片MC33171构成了有源比例积分滤波器，在设计时首先选择合适的电容C，然后，再根据n、N、Kv、Kd和计算R1和R2的值。式（1）和式（2）中，Kv为压控振荡器电调灵敏度（radsV）；Kd为比相器灵敏度，KdVDD2，VDD是运放的工作电压（VDD5 V），Kd单位取Vrad；N为总分频次数；为锁相环路的阻尼系数，的合适取值范围是在0510之间，通常选择最佳起始点0707；n为环路自然谐振角频率，n值的选择将直接影响环路滤波特性和捕捉时间，为了保证环路对噪声有较好的抑制，n应该远小于鉴相频率d，通常可按式（3）选择nd（301 000），（3）当噪声来源于参考频率和分频器时，n可以选择得小些；当噪声来源于压控振荡器时，n可选择得大些。具体计算如下：KdVDD（2）5（2）0796 Vrad，故：R1选用47 k电阻，R2选用120 k电阻。变容管电调谐介质振荡器24如图3所示，把变容管通过微带线与介质振荡器耦合形成电调谐电路，调谐电压加在变容管两端，改变变容管结电容，就可以实现谐振频率的调整。这种介质振荡器体积小、高稳定、低噪声，能够满足锁相环路的要求。4测试结果经测试，本频率合成器具有较低的相位噪声，在偏离载频100 Hz、1 kHz、10 kHz时，相位噪声分别为35dBC、65 dBC、85 dBC（见图4）。它的频率稳定度也很高，在2055范围内可以稳定在108以内。5结束语本文将锁相环频率合成器专用芯片MC1451522、变容管电调谐介质振