附件:CN0003 使用ADF4002 PLL 产生

连 接 / 参 考 器 件
利 用 ADI 公 司 产 品 进 行 电 路 设 计
ADF4002
放 心 运 用 这 些 配 套 产 品 迅 速 完 成 设 计 。
欲 获 得 更 多 信 息 和 / 或 技 术 支 持 , 请 拨 打 AD9215-80
4006-100-006 或 访 问 www.analog.com/zh/circuits 。 HSC-ADC-EVALB-
DCZ
电 路 笔 记
鉴 相 器 /PLL 频 率 合 成 器
CN-0003
10 位 、65 MSPS/80 MSPS/ 105
MSPS 、3 V ADC
评 估 板
使 用 ADF4002 PLL 产 生 高 速 模 数 转 换 器 所 需 的 极 低 抖 动 编 码 ( 采 样 ) 时 钟
电 路 功 能 与 优 势
本 电 路 利 用 ADF4002 频 率 合 成 器 产 生 极 低 抖 动 编 码 ( 采 样 )
时 钟 , 以 控 制 模 数 转 换 器 AD9215 的 采 样 。 编 码 时 钟 上 的 抖 动
会 降 低 总 信 噪 比 (SNR), 二 者 的 关 系 如 下 式 所 示 :
其 中 f 为 满 量 程 模 拟 输 入 频 率 ,t j 为 均 方 根 抖 动 。 公 式 1 中 的
“SNR” 是 仅 由 时 钟 抖 动 决 定 的 SNR, 与 ADC 的 分 辨 率 无 关 。
电 路 描 述
ADF4002 由 低 噪 声 数 字 鉴 频 鉴 相 器 (PFD)、 精 密 电 荷 泵 、 可 编
程 参 考 分 频 器 和 可 编 程 N 分 频 器 组 成 。14 位 参 考 计 数 器 (R
计 数 器 ) 允 许 PFD 输 入 端 的 REFIN 频 率 为 可 选 值 。 如 果 频 率
合 成 器 与 一 个 外 部 环 路 滤 波 器 和 电 压 控 制 振 荡 器 (VCO) 一 起
使 用 , 则 可 以 实 现 完 整 的 锁 相 环 (PLL)。
图 1 显 示 ADF4002 与 VCXO 共 同 为 高 速 模 数 转 换 器 提 供 编 码
时 钟 。 本 应 用 中 的 转 换 器 为 一 款 10 位 转 换 器 AD9215-80, 它
可 接 受 最 高 80 MHz 的 编 码 时 钟 。 为 实 现 稳 定 的 低 抖 动 时 钟 ,
采 用 77.76 MHz 窄 带 VCXO。 本 例 假 设 参 考 时 钟 为 19.44
MHz, 为 了 将 ADF4002 的 相 位 噪 声 贡 献 降 至 最 低 , 采 用 最 小
的 倍 增 系 数 4。 因 此 ,R 分 频 器 编 程 设 置 为 1,N 分 频 器 编 程
设 置 为 4。ADF4002 的 电 荷 泵 输 出 ( 引 脚 2) 驱 动 环 路 滤 波 器 ,
环 路 滤 波 器 的 带 宽 经 过 优 化 , 以 提 供 最 佳 的 均 方 根 抖 动 , 它
是 决 定 ADC 信 噪 比 的 关 键 因 素 。 如 果 带 宽 过 窄 , 在 相 对 于 载
波 频 率 的 频 偏 较 小 处 ,VCXO 噪 声 占 主 导 地 位 。 如 果 带 宽 过
宽 ,ADF4002 噪 声 将 在 VCXO 噪 声 低 于 ADF4002 噪 声 情 况 下
的 频 偏 处 占 主 导 地 位 。 因 此 , 环 路 滤 波 器 的 最 佳 带 宽 对 应
VCXO 噪 声 与 ADF4002 带 内 噪 声 的 交 点 。
图 1. ADF4002 用 作 高 速 ADC 的 编 码 ( 采 样 ) 时 钟
Rev.A
“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices
engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction
of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab
environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit
and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in
no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or
punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any “Circuit from the
Lab”. (Continued on last page)
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 ©2008–2009 Analog Devices, Inc. All rights reserved.

CN-0003
可 以 使 用 ADIsimPLL 设 计 工 具 (3.0 版 ) 来 设 计 环 路 滤 波 器 ,
该 工 具 可 从 analog.com/pll 免 费 下 载 。 测 量 所 得 的 均 方 根 抖 动
小 于 1.2 ps, 假 设 输 入 信 号 为 20 MHz, 利 用 上 述 公 式 1 可 得
出 SNR 理 论 值 ( 仅 由 抖 动 决 定 ) 为 76.4 dB。 该 值 比 ADC 的 额
定 SNR (59 dB) 高 出 17.4 dB, 导 致 总 SNR 仅 降 低 0.1 dB。 如 果
均 方 根 抖 动 提 高 至 6 ps, 则 20 MHz 时 由 抖 动 决 定 的 相 应 SNR
为 62.4 dB, 导 致 总 SNR 为 57.4 dB。
为 进 行 精 确 测 量 , 需 要 低 噪 声 、 低 失 真 模 拟 输 入 源 。 利 用 优
质 信 号 发 生 器 及 后 置 调 谐 至 目 标 频 率 的 带 通 滤 波 器 即 可 实
现 。 虽 然 图 1 所 示 采 用 500 kHz 信 号 源 , 但 是 应 能 够 测 试 更 高
频 率 的 信 号 源 。 每 种 附 加 频 率 均 需 要 一 个 独 立 的 带 通 滤 波 器 。
图 1 所 示 设 置 使 用 ADF4002、AD9215 和
HSC-ADC-EVALB-DCZ, 用 户 可 以 快 速 有 效 地 确 定 转 换 器 和
编 码 时 钟 是 否 合 适 。SPI 接 口 用 来 控 制 ADF4002,USB 接 口 帮
助 控 制 AD9215-80 的 操 作 。 控 制 器 板 将 FFT 信 息 送 回 PC, 如
果 PC 使 用 ADI 公 司 的 ADC Analyzer 软 件 , 则 会 提 供 来 自
ADC 的 所 有 转 换 结 果 。 为 了 达 到 所 需 的 性 能 , 整 个 系 统 必 须
使 用 出 色 的 布 局 、 接 地 和 去 耦 技 术 。
电 路 笔 记
常 见 变 化
基 于 PLL 的 时 钟 产 生 电 路 , 如 图 1 所 示 , 经 常 用 于 从 高 噪 声 系
统 时 钟 产 生 干 净 的 低 抖 动 时 钟 。ADI 公 司 提 供 许 多 不 同 的 频
率 合 成 和 时 钟 产 生 产 品 , 均 适 合 类 似 的 应 用 。 欲 了 解 更 多 信
息 , 请 参 考 analog.com/clock-timing。
进 一 步 阅 读
ADIsimPLL Phase-Locked Loop Circuit Design Software.
HSC-ADC-EVALB-DCZ High Speed ADC Data Capture Kit.
Kester, Walt. 2005. The Data Conversion Handbook. Analog
Devices. Chapters 6 and 7.
Kester, Walt. 2006. High Speed System Applications. Analog
Devices. Chapter 2, “Optimizing Data Converter Interfaces,”
Kester, Walt. 2006. High Speed System Applications. Analog
Devices. Chapter 3, “DACs, DDSs, PLLs, and Clock
Distribution.”
MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques. Analog Devices.
MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the
Mystery of AGND and DGND. Analog Devices.
数 据 手 册 和 评 估 板
AD9215 Data Sheet.
ADF4002 Data Sheet.
HSC-ADC-EVALB-DCZ Evaluation Board.
修 订 历 史
5/09—Rev. 0 to Rev. A
Updated Format ................................................................ Universal
10/08—Revision 0: Initial Version
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