（毕业论文 字数：6123 页数：17）摘要：简要介绍由LMX1600/01/02单片集成具有双重模式的频率合成器，该类型芯片被应
于无线电收发机的本地振荡器子系统中。它采用美国国家半导体公司的0.5ABC V的硅以及BICMOSI工艺技术制造。LMX1600/01/02包括两个双重可调的前置分频器、4个可编程的计数器、两个相位检波器、两个环路滤波器以及VCO环路提供控制电压的可选择的充电泵。数字滤波器用于检测两个锁定PLL的信号。数据输入到LMX1600/01/02经过一个MICROWIRE™串行输入口。主要应用在无线电/蜂窝/PCS手机和其它数字移动电话。
VCC提供的电压从2.7V～3.6V。LMX1600/01/02的特性是很小的电流消耗。LMX1601的供电电压为3V时只有4.0mA的电流消耗。LMX1600/02在供电电压为3V时只有5.0mA的电流消耗。电路中通过硬件控制PLL的断电。
LMX1600/01/02是通用的16引脚TSSOP封装。

关键字： 双重模式的频率合成器,前置分频器,可编程的计数器,环路滤波器,相位检波器,充电泵,MICROWIRE™

Abstract ：The LMX1600/01/02 is part of a family of monolithic integrated dual frequency synthesizers designed to be used in a local oscillator subsystem for a radio transceiver. It is fabricated using National’s 0.5u ABIC V silicon BICMOS process. The LMX1600/01/02 contains two dual modulus prescalers, four programmable counters, two phase detectors and two selectable gain charge pumps necessary to provide the control voltage for two external loop filters and VCO loops. Digital filtered lock detects for both PLLs are included. Data is transferred into the LMX1600/01/02 via a MICROWIRE™ serial interface (Data, Clock, LE).
VCC supply voltage can range from 2.7V to 3.6V. The LMX1600/01/02 features very low current consumption - typically 4.0 mA at 3V for LMX1601, 5.0 mA at 3V for LMX1600 or LMX1602. Powerdown for the PLL is hardwarecontrolled.
The LMX1600/01/02 is available in a 16 pin TSSOP surfacemount plastic package.

Key word: dual frequency synthesizers prescalers programmable counters loop filters phase detectors charge pumps charge pumps

目录
1.LMX1600/01/02芯片简介------------------------------------------1
2.LMX1600/01/02芯片封装与引脚功能---------------------------------1
3. LMX1600/01/02内部结构与工作原理--------------------------------6
3.1 基准振荡器频率输入---------------------------------------7
3.2 反馈驱动（N计数器）--------------------------------------7
3.31前置分频器-------------------------------------------7
3.4相位/频率检波器--------------------------------------------7
3.5电荷吸收器-------------------------------------------------8
3.6 微传线串行输入口-------------------------------------------8
3.7 FOLD多功能系列--------------------------------------------8
3.71锁相检波器---------------------------------------------8
4. LMX1600/01/02应用电路设计----------------------------------------8
4.1微传线接口--------------------------------------------------8
4.1.1寄存器地址状态真值表----------------------------------8
4.1.2寄存器内容真值表--------------------------------------9
4.2可编程的基准分频器-------------------------------------------9
4.2.1 AUX-R寄存器-----------------------------------------9
4.2.2 MAIN-R寄存器----------------------------------------9
4.2.3 12位可编程主要和辅助分频器分频比（MAIN/AUX R 计数器）---9
4.3 可编程反馈分频器--------------------------------------------9
4.3.1 AUX-N寄存器----------------------------------------10
4.3.2 4位耗尽计数器分频比-----------------------------------11
4.3.3 12位的可编程的分频比----------------------------------11
4.3.4 MAIN_N_寄存器---------------------------------------11
4.3.5耗尽的分频比-----------------------------------------11
4.3.6可编程计数器分频比（MAIN B 计数器）--------------------11
4.3.7功能-------------------------------------------------12
4.4充电泵的控制字----------------------------------------------12
4.4.1VCO-------------------------------------------------12
4.4 2相位比较器和内部充电泵特性（AUX-PD-POL/MAIN-PD-POL=1）----13
4.5Fout/锁相检波器可编程的真值表（FoLD）---------------------13
4.5.1锁相检波数字滤波器-----------------------------------14
4.5.2典型的锁相检波器时序----------------------------------14
4.5.3 OSC模式程序--------------------------------------15
4.5.4 典型的晶体振荡器电路--------------------------------15
4.6串行数据输入时序图----------------------------------------15
4.7典型的应用实例-------------------------------------------16
总结-------------------------------------------------------------17
参考文献--------------------------------------------------------17


1.LMX1600/01/02芯片简介
MX1600/01/02单片集成具有双重模式的频率合成器，该类型芯片被应于无线电收发机的本地振荡器子系统中。LMX1600/01/02包括两个双重可调的前置分频器、4个可编程的计数器、两个相位检波器、两个环路滤波器以及VCO环路提供控制电压的可选择的充电泵。数字滤波器用于检测两个锁定PLL的信号。数据输入到LMX1600/01/02经过一个MICROWIRE™串行输入口。主要应用在无线电/蜂窝/PCS手机和其它数字移动电话。VCC提供的电压从2.7V～3.6V。LMX1600/01/02的特性是很小的电流消耗。LMX1601的供电电压为3V时只有4.0mA的电流消耗。LMX1600/02在供电电压为3V时只有5.0mA的电流消耗。电路中通过硬件控制PLL的断电。
2.LMX1600/01/02芯片封装与引脚功能

功能描述 整个电路由以下功能部件组成
就如国家半导体元件中的LMX1600/01/02频率合成器是一个基本的锁相环电路，由一个高稳定度的晶体振荡器、一个压控晶体振荡器以及一个环路滤波器组成。频率合成器包括一个相位检波器、电流以充电泵模式产生，还有可编程的参考R分频器和N分频器。VCO频率的建立通过比较晶振的基准信号，以及流经R计数器信号获得的一个比较频率。基准频率fr输入到频率/相位检波器与另一个信号fp进行比较。反馈信号的获得通过区分VCO的频率加到N计数器中。频率/相位检波器将充电泵的输出信号送入环路滤波器然后转变为VCO控制电压。频率/相位比较器的功能是使VCO输出一个适当的电压，直到反馈信号频率匹配于基准信号频率。当这种“锁相环”存在时，VCO的频率将是比较频率的N倍，N是分频比。
3.1 基准振荡器频率输入
外部基准信号直接接入到OSCIN或在逻辑模式时在该引脚并一个直接接地30pF的电容，再送到OSCOUT。或者在外部晶体振荡器信号送到OSCIN再送到OCSOUT，为Main和Aux PLL提供一个基准信号。OSCIN输入在逻辑模式时，工作的频率为40MHz，晶振模式下为工作的频率为20MHz，输入一个灵敏度为0.5Vpp信号。OSCIN输入驱动Main和Aux计数器，有一个1.2V的开端输入。能从外部CMOS或者TTL逻辑门电路驱动。OSCIN引脚一般接到TCXO的输出端。
3.1 基准振荡器频率输入
Main和Aux R通常通过振荡器部分实现同步。在逻辑模式下最大频率为40MHz或者在晶振模式下为20MHz。两个R计数器都是12位的CMOS计数器，该计数器支持连续的整数分频，其范围为2～4095。
3.2 反馈驱动（N计数器）
Main和Aux N计数器分别通过小信号同步于fin Main 和fin Aux的输入端。这个输入信号需要通过外部的电容进行交流耦合。Main N是一个16位计数器，可以等价与一个5位的A计数器和一个11位的B计数器，提供从992~65535连续的整数分频。（2GHz选频）或者等价与一个4位A计数器和一个12位B计数器提供从240~65535（1.1GHz选频）连续的整数分频，Main N 分频器可以是一个32/33的双模式前置分频器，能工作在100MHz到1.1GHz。
当Aux N分频为 16/17双模式前置分频器时，工作范围为100MHz~1.1GHz。当为8/9双模式的前置放大器工作范围为40MHz~500MHz。
Aux N计数器是一个16位的可编程分频器，其连续整数分频范围为124~65535，此时工作频率范围为100MHz~1.14GHz若连续整数分频范围为56~32767，此时的工作频率范围从40MHz~550MHz。当Aux N计数器被设置为一个4位的计数器和一个12位的计数器，此时需要按外部耦合的电容。
3.31前置分频器
RF输入到前置分频器，包括fin。它是一个不同放大器两个互补输入的一个。互补输入在内部与一个直接接地10PF电容耦合但不引出引脚。输入缓冲器使A计数器的ECL设置为一个双模式形式D触发器。A 32/33在2.0GHz的选频条件下。16/17在1.1GHz选频条件下，8/9在500MHz选频条件下。不同的整数分频范围将为LMX1600/01/02提供在这些情况下。前置分频器时钟连接CMO触发器是由可编程A和B计数器组成。
3.4相位/频率检波器
Main和Aux相位（频率）检波器分别被N和R计数器输出端驱动。在相位检波器中最大的输入频率为10MHz（除非多路前置分频器的最小连续整板分频比有限制）相位检波器输出去控制电荷的吸收。升压或降压极性的控制，通过判断Main或者Aux VCO极性的正负编程对
Main_PD_Pol或 Aux_PD_Pol控制。相位检波器通过充电泵将信号反馈，是为了消除死区电压。