产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 产品介绍 SR1503A是一款单通道频率合成器，工作频率可达1.2GHz， 工作电压范围2.7V-5.5V。 包括一个双 模前置分频器. RF分频器 64/65 or 128/129，一个可编程参考频率分频器 （R counter），一个可编程反 馈频率分频器 （N counter）， 一个鉴相器， 一个电流可调电荷泵，LDO电压调制器， 以及3线串行接口 （DATA, CLK, EN）。SR1503A与一个外置压控振荡器（VCO）和一个无源滤波器形成环路。通过3线串 行接口配置参考频率分频器和反馈频率分频器的分频数，可以得到所需要的频率。 SR1503A采用的是 0.35um CMOS制作工艺，封装形式为TSSOP-16。可以应用到无绳电话，手机， 无线网络（WLAN)，无线通讯（PCS/PCN），有线电视调制器（Cable TV Tuner)，以及其他无线遥控与通讯 系统等。 主要特征性能 RF工作频率范围： 10MHz~1.2GHz RF双模前置分频器： 64/65, 128/129 无死区鉴频鉴相器（PFD） 可编程电荷泵电流：1.5mA, 6mA 数字锁定检测 宽工作电压范围：2.7V~5.5V 低工作电流： 3mA @ 3.3v， 低静态漏电流 （powerdown)： < 20uA 3线串行接口（DATA, CLK, EN） 内置LDO电压调制器 TSSOP-16 封装 应用领域 无绳电话，手机， 无线网络（WLAN)， 有线电视调制器（Cable TV Tuner)， 便携式无线通讯系统（PCS/PCN）和其他无线通信系统 深圳锐迪芯电子有限公司 page 1 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 内部电路结构图 OSCI 1 16 ФR 15 ФP 14 FoLD 13 Zc 12 PS 11 LE 10 DATA R1 Counter OSCO VP 2 14B 3 1B VCC 4 DO 5 GND 6 Fout/LD MUX PFD CP Lock Detector XFIN 2B 7 RF Prescaler 64/65,128/129 FIN 8 1B N Counter 19 Bit Data Register 18B 9 Clock 管脚描述 深圳锐迪芯电子有限公司 page 2 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 引脚 符号 端口 引脚描述 1 OSCI 输入 内部振荡器的输入端口，当参考频率是 由内部振荡器产生时，OSCI连到晶振。 外部时钟驱动时，连到时钟源。 2 OSCO 输出 内部振荡器的输出端口。参考频率是由 晶振产生的，OSCO端连到晶体。参考时 钟是由外部提供的， OSCO悬空。 3 Vp 输入 RF电荷泵电源，电压Vp应该大于或等于 VCC。 4 Vcc 输入 电源电压输入 (2.7V-5.5V)。 旁路电容 应该放的尽量靠近这些引脚，并且直接 连到地线。 5 Do 输出 RF通道的电荷泵输出端口。连接到环路 滤波器，控制外部VCO的电压。 地线。 6 GND - 7 XFin 输入 RF前置分频器输入来自VCO的小信号。 8 Fin 输入 RF前置分频器输入来自VCO的差分小信 号。旁路电容应该放的尽量靠近这些引 脚，并且直接连到地线。 9 Clock 输入 串行数据的时钟输入端。数据在时钟的 上升沿输入到串行接口的19位移位寄存 器中。 10 Data 输入 11 LE 输入 串行数据输入端。最高位（MSB)首先输 入，最后两位是控制位。CMOS输入。 装载控制输入端。当EN由低电位变高电 位时，存储在移位寄存器中的数据装载 到2个锁存器中的一个（由控制位决定）。 CMOS输入。 12 PS 输入 芯片功耗控制，poweron状态是低电平， PS=”H”, 正常工作状态 PS=”L”, 低功耗状态 13 ZC 输入 电荷泵高阻状态控制，default状态是高 电平， ZC=”H”, Do （pin 5）正常工作状态 ZC=”L”, Do （pin 5）高阻状态 14 FOLD 输出 RF/IF锁定及RF/IF通道除法器检测输 出，CMOS输出。（见编程控制部分） 15 ФP 输出 鉴相器输出， CMOS 输出 16 ФR 输出 鉴相器输出, CMOS 输出 深圳锐迪芯电子有限公司 page 3 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 最大保存范围 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 -0.3V 6.5 V 电源电压 V 电源电压 V -0.3V 6.5 V 在GND为0V时，任意端口 V I -0.3V 6.5 V 存储温度范围 T S -65 150 ℃ 工作温度 T 85 ℃ 焊接温度 (焊接 4 秒) T L 260 ℃ ESD 2000 V 最大值 单位 5.5 V CC P 的输入 a ESD电压(HBM) V -40 27 工作电压范围 参数 符号 电源电压 V 电源电压 V 工作温度 T 深圳锐迪芯电子有限公司 CC 最小值 2.7 Vcc to 5.5V P a 典型值 -40 page 4 27 V 85 ℃ http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 电特性参数 (Vcc=3.0V, Vp=3.0V, -40℃ 参数 符号 工作电流 Icc < TA < 85℃, except as specified) 测试条件 最小 典型 Fin = 1GHz, fosc=10MHz V CC 3.50 =2.7V to 5.5V 静态漏电流 I 工作频率 fIN. 10 OSCI 工作频率 f 5 鉴相器最大工作 频率 SB f OSCI 输入灵敏度 V Clock, DATA, LE, V - IN Vcc = 2.7V-5.5V -10 mA 20 uA 1200 MHz 40 MHz MHz +4 0.4 OSCI V IH CC IL dBm Vp-p V -0.4 V 单位 5.50 10 Pf PS,ZC 输入电压 Ps = Low, Zc=high, or open OSC Fin 输入灵敏度 最大 0.4 V Clock, DATA, LE, I V = V = 5.5 V -1.0 1.0 uA PS,ZC 输入电流 I V =0V, V = 5.5 V -1.0 1.0 uA I V = V = 5.5 V 100 uA I V =0V, V = 5.5 V OSCI 输入电流 IH IL IH IL FoLD 输出电压 V V ФP 输出电压 ФR 输出电压 V V V V ФP 输出电流 OH OL IH CC IL IH IL CC CC CC IH IL OL Open drain output OL V I = - 500uA IH IL I IH I Data to Clock t Hold time Clock Pulse width t See Data Input Timing t t CS t 0.4 V -1.0 mA mA See Data Input Timing CH ns 10 ns CWH See Data Input Timing 50 CWL See Data Input Timing 50 ES See Data Input Timing 50 EW See Data Input Timing 50 深圳锐迪芯电子有限公司 page 5 mA 50 time LE pulse width V mA Low Clock to LE Setup V 1.0 High Clock Pulse width 0.4 -1.0 IH I t V 1.0 I Setup time 0.4 CC I = 500uA IL Data to Clock V -0.4 IL ФR 输出电流 CC -0.4 I = 500uA OH OH V I = - 500uA Open drain output uA -100 ns ns ns ns http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 电荷泵参数(Vcc=3.0V, Vp=3.0V, -40℃ 参数 测试条件 I V = V /2, Icpo = HIGH* -6 I V = V /2, Icpo = HIGH* 6 I V = V /2, Icpo = LOW* - 1.5 IDO.SINK VDO= VP /2, Icpo = LOW* - 1.5 I 0.5V < VDO< VP –0.5V, DO.SINK 输出电流 DO.TRI 电荷泵电流源非 I 对称性（note2） vs I 电荷泵电流vs电 压（note3） 电荷泵电流vs温 度（note4） DO DO DO.SOURCE 电荷泵tri-state A 符号 DO.SOURCE 电荷泵输出电流 < T < 85℃, except as specified) DO 最小 P P P 典型 最大 单位 2.5 mA mA mA mA nA 3 5 % 5 10 % -2.5 -40℃ < TA < 85℃, DO.SINK V = V /2, DO P T < 25℃, A DO.SOURCE I vs V DO 0.5V < V < V –0.5V, DO DO P T = 25℃, A I vs T DO A V = V /2 DO P -40℃ < T < 85℃, 5 % A * 参考可编程状态描述 Icpo Note 2, 参考下面电荷泵电流参数定义 Note 3, 参考下面电荷泵电流参数定义 Note 4, 参考下面电荷泵电流参数定义 深圳锐迪芯电子有限公司 page 6 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 电荷泵电流参数定义 参数定义， I1 = 电荷泵 sink 电流， 当 V = V – V, DO P I2 = 电荷泵 sink 电流， 当 V DO= VP / 2 I3 = 电荷泵 sink 电流， 当 V = V, DO I4 = 电荷泵 source 电流， 当 V = V – V, DO P I5 = 电荷泵 source 电流， 当 V = V / 2 DO P I6 = 电荷泵 source 电流， 当 V = V, DO V 是相对于正负电压源偏差，由 VCO 调节范围决定，典型值在 0.5V 和 1.0V 之间。 Note 2： I vs V DO DO， or ( |I4 Note 3： I DO.SINK 定义电荷泵输出电流随电压变化，= ( |I1- I3| ) / ( |I1+I3| ) × 100%， – I6| ) / ( |I4+ I6| ) × 100% vs I DO.SOURCE ， 定义电荷泵source 电流与sink电流偏差， = ( |I2 - I5| ) / ( |I2 + I5| ) × 100% Note 4： I vs T DO A， 定义电荷泵输出电流随温度变化，= (|I2 @temp – I2 @ 25℃| )/( I2 @ 25℃|)×100%， or ( |I5 @temp – I5 @ 25℃| ) / ( I5 @ 25℃|) × 100%， 深圳锐迪芯电子有限公司 page 7 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 1. RF 信号灵敏度测试示意图 Note： （1）当 divided RF 输出开始有错时，定义为 RF 灵敏度极限，FoLD > 1Hz 深圳锐迪芯电子有限公司 page 8 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 2. 功能描述 下列简图示出 SR1503A 内部控制电路简图， 包括一个 19-bits 锁存器，一个 14-bits R 计数器， 和一个 18-bits N 计数器。 2.1 串行数据输入和时序 SR1503A 通过 3 线串行接口（CLK, DATA, LE）由 MCU 控制内部存储器 R COUNTER，RF 通道的 N COUNTER，IF 通道 的 N COUNTER。在时钟信号 CLK 的上升沿，数据 DATA 从最高位开始依次移入 移位寄存器 （MSB 最先存入， LSB 最后存入）。 在 LE 的上升沿，移位寄存器中的数据装载到由组码确 定的锁存器中。 DATA 最后一位码决定 2 个锁存器的地址，RF 频道计数器（N1 counter）和 参考时钟计数 器（R counter）。 注释： （1） 数据的最高位(MSB)首先移入。 （2） SR1503A没有电源电压时，CLK,DATA, LE端应该拉到低电平。 （3） t t t t t t CS CH = Data to Clock Setup time = Data to Clock Hold time CWH CWL ES EW = Clock Pulse width High = Clock Pulse width Low = Clock to LE Setup time = LE pulse width DATA最后一位是2个锁存器的地址。 深圳锐迪芯电子有限公司 page 9 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 分组码 (CNT) 地址 1 R 计数器 0 RF N 计数器 2.3 编程参考分频器 (R Counter) 参考分频器为PLL提供参考频率。 如果最后一位组码是1， data从19-Bit存储器装载到控制14-Bit R 计数 器的锁存器中。MSB 先存入，串行数据的格式如下， LSB MSB R counter control Bits Address Program mode bits 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 CNT R R R R R R R R R R R R R R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 16 17 18 19 SW FC LDS CS R counter 可编程 14 位计数器的分频范围为 3~16383. 最小分频数大于或等于 3. Note: (1) MSB 先存入。 (2) R≥3 0 13 (3) R = R1x2 + R2x2¹ + … + R14x2 , 总的分频数范围: R = 3 to 16383 深圳锐迪芯电子有限公司 page 10 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 2.4 编程 RF 通道计数器 通道分频器 (N) 由一个7位SWALLOW COUNTER （A Counter), 一个11位PULSE COUNTER (B counter)，和一 个前置的P/（P+1）双模分频器构成。 当A counter 计数时，双模分频器工作在P+1分频状态。当A counter 溢出但 B counter 继续计数时，双模分频器工作在P分频状态。当B counter 溢出时，A counter 和 B counter 同时清零。最终通道分频 N 由下述方程确定， N = P × B + A , B A Prescaler Module ( N=P*B+A ) B P/P+1 A 如果最后一位组码是 0，data 从 19-Bit 存储器装载到控制 7-Bit 的 swallow 计数器 A 的锁存器中和或 11-Bit 计数器 B 的锁存器中。MSB 先存入，串行数据的格式如下。 LSB Address MSB A Counter Control Bits B Counter Control Bits bits 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 CNT N N N N N N N N N N N N N N N N N N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 0 RF 分频器 (A) 由头 7 个 Bits 控制，设置如下表。 深圳锐迪芯电子有限公司 page 11 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 分频器 (B) 由另外11个Bits 控制，设置如下表， 0 10 B = N8x2 + N9x2¹ + … + N18x2 , B≥3，分频数范围：3 to 2047 (B≥A)， Pulse swallow 公式： fvco = [ ( P * B ) + A] * fosc / R, fvco, 外部压控震荡器频率 B， 11-Bits 计数器 B 分频数， 3-2047 A，swallow A 计数器分频数，0 A 127 , A B. fosc, 外部参考震荡器频率 R， 14-Bits 参考频率计数器分频数， 3-16383 P，双模分频器分频数，P = 64 or 128. 2.5 编程控制 R 锁存器 Bits R16-R20 控制可编程工作状态， 包括， 电荷泵输出电流大小 电荷泵输出电流极性 电荷泵 tri-state 通道锁相监测 通道及参考时钟监测 测试及工作状态控制 滤波器控制 双模分频器及关机状态由 N19 及 N20 Bits 控制。 Table X 显示可编程状态。CS 初始值是 1. Table X 可编程状态 H L description SW 64/65 128/129 prescaler LDS Fo signal LD signal LD/fout output signal CS 6mA 1.5mA CP current 深圳锐迪芯电子有限公司 page 12 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 2.6 电荷泵的输出极性（FC） 根据VCO的特性，CP应该根据下面条件来设置控制电荷泵输出极性， 如果 VCO 的特性为正，如直线（1）所示，FC 应该设为高电平；如果 VCO 的特性为负，如直线（2）所 示 FC 应该设为低电平。 VCO oscillation frequency vs control voltage VCO Frequency (1) FC = 1 (2) FC= 0 VCO control voltage Do, qP, qR 输出如下图所示， 表 X 总结各种情况下的输出。 深圳锐迪芯电子有限公司 page 13 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 2.7 锁定检测输出 （LD) 数字锁定输出检测通道是否处于锁相状态。LD检测输出状态如下， 当锁相环在待机（powerdown）情况下，锁定检测输出为高电平。 锁相环失锁，鉴频鉴相器检测到相位差，锁定检测输出为低电平。 锁相环锁相，鉴频鉴相器检测到相位差连续三次小于1/fosc, 锁定检测输出为高电平。 深圳锐迪芯电子有限公司 page 14 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 R 是 参考时钟 R 记数器的整除数，fosc 是晶振频率，或者是 OSCI 引脚输入参考时钟频率， T 是 鉴频鉴相器分频参考时钟（fosc/R) 与分频通道信号(frf/N, fif/N)时间差。 2.7 锁定及内部信号检测输出 FoLD（Pin 14） FoLD （Pin 14）输出可测试 RF 频道锁定状态，分频器输出频率信号，及参考时钟分频后信号。Table X 列出FoLD输出真值表。 Table X 编程真值表。 LDS FC Fo LD 输出 0 X LD signal 1 0 RF clock 1 1 Ref clock X = don’t care condition 2.9 节能工作模式（PS , ZC） PS工作在低电平状态， 芯片进入功耗节能状态， 最大静态电流10uA。 Do处于高阻状态，LD处于高 电平状态。ФP 处于高电平状态，ФR 处于低电平状态。 VCO控制电压不变， VCO频率保持在锁定频率。 设置PS在高电平状态，芯片恢复到正常工作状态。为保证PLL很快恢复到锁定状态， PS处于低电平时， 内 部逻辑控制电路PLL工作状态，保证电荷泵输出很小工作电流。 ZC pin 处于低电位时， Do处于高阻状态，ФP 和 ФR 处于正常工作状态。ZC pin 处于高电位时， Do 处于正常工作状态，ФP 和 ФR 处于正常工作状态。 Note， 1）在芯片开机时， PS pin 处于低电平状态，ZC pin 处于高电位。 2）PS处于低电位时， 3线输入界面仍正常工作。 3）开机1us后， PS pin 可设置在高电平。芯片处于正常工作状态。 表 X PS状态选择 PS 模式状态 H 正常工作状态 L 节能工作状态 深圳锐迪芯电子有限公司 page 15 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 表 X ZC状态选择 ZC Do输出状态 ФP、ФR H 正常工作状态 正常工作状态 L 高阻状态 正常工作状态 2.10 振荡器 (OSCI, OSCO) SR1503A 引脚（OSCI， OSCO）可驱动晶体振荡器和直接接收外部时钟信号。第一种方式是把外部晶 振接到 OSCI 引脚和 OSCO 引脚间。晶体振荡器工作在基频串联状态，外接电容 C1 和 C2 是由晶体厂家提 供，调节电容 C1 和 C2 可得到适当的晶振频率。外接电容 C1 和 C2 应当靠近 SR1503A。另一种方式是把 外部时钟接到 OSCI 引脚，OSCO 引脚接空。 振荡器具有自动驱动水平控制，对不同频率晶体振荡器， 可以参考下表调节电容 C1，C2 以便晶体能 够起振。 Crystal Rse C1 C2 10MHz-45MHz <100 5pF-10pF 5pF-10pF 3MHz-13MHz <150 10pF-40pF 10pF-40pF 深圳锐迪芯电子有限公司 page 16 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 3. 典型应用电路 典型 LPF 参考电路如下 Loop other reference parameter: Kvco=20MHz/V, fr=100KHz, VCO=1GHz, Icp=5mA R1 C1 C2 R2 C3 Typ. Value 1K 400n 10n 15K 300p range 500-2K 300n-1000n 5n-20n 10K-30K 200p-400p 深圳锐迪芯电子有限公司 page 17 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR1503A 1.2GHz 单通道频率合成器 4。 TSSOP-16 封装物理尺寸 深圳锐迪芯电子有限公司 page 18 http://www.radiumcorp.com