产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 产品介绍 SR2012A是一款双通道频率合成器，工作频率可达1.5GHz， 工作电压范围2.7V-5.5V。 包括两个双 模前置分频器. RF分频器 64/65 or 128/129; IF分频器 8/9 or 16/17，两个可编程参考频率分频器 （R counter），两个可编程反馈频率分频器 （N counter），两个鉴相器， 两个电流可调电荷泵，LDO电压调制 器， 以及3线串行接口（DATA, CLK, EN）。SR2012A与两个外置压控振荡器（VCO）和两个无源滤波器 形成两个环路。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。 SR2012A采用的是 0.35um CMOS制作工艺，封装形式为20-TSSOP。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 接收发射双通道频率合成器 RF工作频率范围： 100MHz~1.5GHz IF工作频率范围： 10MHz~1200MHz RF双模前置分频器： 64/65, 128/129 IF双模前置分频器： 8/9, 16/17 无死区鉴频鉴相器（PFD） 可编程电荷泵电流：1.0mA, 4.5mA 数字锁定检测 宽工作电压范围：2.7V~5.5V 低工作电流： 10mA @ 3.3v， RF 1.2GHz, IF 500MHz 工作频率 [email protected]， RF 1.2GHz， IF 500MHz 工作频率 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-20 封装 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 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 内部电路结构图 VCC1 1 VP1 2 DORF 3 GND 4 FINRF 5 FINRFb 6 Fout/LD MUX RF Lock Detector CP PFD RF Prescaler 64/65,128/129 PFD N Counter 2B GND 7 OSCI 8 IF Lock Detector N Counter 15B 18B CP IF Prescaler 8/9,16/17 9 19 VP2 18 DOIF 17 GND 16 FINIF 15 FINIFb 14 GND 13 LE R1 Counter 22 Bit Data Register R2 Counter 15B FoLD VCC2 2B 15B GND 20 10 深圳锐迪芯电子有限公司 page 2 12 DATA 11 Clock http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 管脚描述 引脚 符号 端口 引脚描述 1 Vcc1 输入 电源电压输入 (2.7V-5.5V)，RF摸拟及数 字电路。 VCC1和VCC2应该相等。旁路 电容应该放的尽量靠近这些引脚，并且 直接连到地线。 2 Vp1 输入 RF电荷泵电源，电压Vp应该大于或等于 VCC1。 3 DoRF 输出 RF通道的电荷泵输出端口。连接到环路 4 GND - 5 FinRF 输入 RF前置分频器输入来自VCO的小信号。 6 FinbRF 输入 RF前置分频器输入来自VCO的差分小信 滤波器，控制外部VCO的电压。 地线。 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。 地线。 7 GND - 8 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。CMOS,TTL 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 输入。 地线。 9 GND - 10 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） 11 输入 Clock 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22位移位寄存 器中。 12 输入 Data 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。 13 输入 LE 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4个锁存器中的一个（由控制位决定）。 CMOS输入。 地线。 14 GND - 15 FinbIF 输入 IF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。 16 FinIF 输入 17 GND - 18 DoIF 输出 IF前置分频器输入来自VCO的小信号。 地线。 IF电荷泵输出端口。连接到环路滤波器， 控制外部VCO的电压。 19 Vp1 输入 20 Vcc2 输入 IF电荷泵电源，电压Vp应该大于或等于 VCC2。 电源电压输入 (2.7V-5.5V)，RF摸拟及数 字电路。 VCC1和VCC2应该相等。旁路 电容应该放的尽量靠近这些引脚，并且 直接连到地线。 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 焊接温度 (焊接 4 秒) T DD P 的输入 ESD电压(HBM) 深圳锐迪芯电子有限公司 85 ℃ L 260 ℃ ESD 2000 V a V -40 page 4 27 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 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 最小值 -40 工作电流 Icc CC 最小 典型 =2.7V to 5.5V =2.7V to 5.5V IF， 510MHz V CC V ℃ 85 RF + IF，1GHz, 510MHz V V 27 RF input only，1GHz CC 5.5 < TA < 85℃, except as specified) 测试条件 V 单位 Vcc to 5.5V P a 符号 最大值 2.7 CC 电特性参数 (Vcc=3.0V, Vp=3.0V, -40℃ 参数 典型值 =2.7V to 5.5V 最大 单位 7.00 8.07 mA 10.00 11.57 mA 3.00 3.50 mA 20 uA 静态漏电流 I 工作频率 fIN.RF 100 1500 MHz 工作频率 fIN.IF 5 1200 MHz OSCI 工作频率 f OSC 5 40 MHz 10 鉴相器最大工作 频率 SB f RF 输入灵敏度 Pf RF IF 输入灵敏度 Pf IF OSCI 输入灵敏度 V Clock, DATA, LE 输入高电压 Clock, DATA, LE 输入低电压 Clock, DATA, LE 输入高电流 Clock, DATA, LE 输入低电流 IN IN Power down (Note 1) -15 +4 Vcc = 5.0V -10 +4 Vcc = 2.7V-5.5V -10 +4 0.5 OSCI V V IH CC V IL IH CC -1.0 IH 0.4 V 1.0 uA 1.0 uA 100 uA V =0V, V = 5.5 V IL I CC -1.0 IL V = V = 5.5 V OSCI 输入电流 I V =0V, V = 5.5 V IH IL V V V = V = 5.5 V I OH IH IL CC -100 CC V I = - 500uA IH 深圳锐迪芯电子有限公司 CC -0.4 page 5 dBm dBm dBm Vp-p -0.4 I （pin 10） MHz Vcc = 3.0V OSCI 输入电流 FoLD输出高电压 - uA V http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 FoLD输出低电压 （pin 10） Data to Clock Setup time Data to Clock VOL t t 0.4 See Data Input Timing tCS Hold time Clock Pulse width IIL = 500uA See Data Input Timing CH V 50 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 ns High Clock Pulse width t ns Low Clock to LE Setup t ns time LE pulse width t ns Note 1, Clock, Data, and LE = GND or VCC 电荷泵参数(Vcc=3.0V, Vp=3.0V, -40℃ 参数 测试条件 I V = V /2, Icpo = HIGH* - 4.50 I V = V /2, Icpo = HIGH* 4.50 I V = V /2, Icpo = LOW* - 1.125 I V = V /2, Icpo = LOW* DO.SINK DO.SINK 输出电流 vs I 度（note4） P 典型 最大 单位 2.5 mA mA mA mA nA 3 5 % 5 10 % P P -1.125 P DO P -2.5 -40℃ < T < 85℃, A 对称性（note2） 电荷泵电流vs温 DO DO.TRI I 压（note3） DO 最小 0.5V < V < V –0.5V, I 电荷泵电流源非 电荷泵电流vs电 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.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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 1. RF 信号灵敏度测试示意图 Note： （1）N=10000， R = 50， P=64 （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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 电荷泵典型特性曲线 电荷泵输出电流 I 随电压 V 电荷泵输出电流 I 随电压 V DO DO DO DO 深圳锐迪芯电子有限公司 变化，Icp = LOW 变化，Icp = HIGH page 9 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 电荷泵电流 IDO 随电压 VDO 变化 电荷泵 source and sink 电流 I DO 深圳锐迪芯电子有限公司 不对称随电压 V DO 变化。 page 10 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 电荷泵 Tristate 漏电流 IDO 随电压 VDO 变化 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 2. 功能描述 下列简图示出 SR2012A 内部控制电路简图， 包括一个 22-bits 锁存器，两个 15-bits R 计数器， 和两个 18-bits N 计数器。 2.1 串行数据输入和时序 SR2012A 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 最后两位组码决定 4 个锁存器的地址。4 个锁存器分别控制 RF 频道计数器（N1 counter）， IF 频道计数器（N1 counter）， 两个参考时钟计数器（R counter），和测试控制部分电路。 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 注释： （1） 数据的最高位(MSB)首先移入。 （2） SR2012A没有电源电压时，CLK,DATA, LE端应该拉到低电平。 （3） t t t CS CH = Data to Clock Setup time = Data to Clock Hold time CWH = Clock Pulse width High tCWL = Clock Pulse width Low t t ES EW = Clock to LE Setup time = LE pulse width 2.2 串行数据组和分组码 DATA最后两位组码是4个锁存器的地址。 分组码 地址 C1 (LSB) C2 (LSB-1) 0 0 IF R 计数器 0 1 RF R 计数器 1 0 IF N 计数器 1 1 RF N 计数器 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 2.3 编程参考分频器 (R Counter) 参考分频器为PLL提供参考频率。 如果最后两位组码是00 或01 （00是IF地址， 01是RF地址）， data从 22-Bit存储器装载到控制15-Bit R 计数器的锁存器中。MSB 先存入，串行数据的格式如下， R counter control Bits Address Program mode bits LSB MSB C1 C2 R R R R R R 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 15 16 17 18 19 20 0 0 IF 0 1 RF 可编程 15 位计数器的分频范围为 3~32767. 最小分频数大于或等于 3. Note: (1) MSB 先存入。 (2) R≥3 0 14 (3) R = R1x2 + R2x2¹ + … + R15x2 , 总的分频数范围: R = 3 to 32767 2.4 编程 RF 和 IF 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 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 Prescaler Module ( N=P*B+A ) B P/P+1 A 如果最后两位组码是 10 或 11 （10 是 IF 地址， 11 是 RF 地址），data 从 22-Bit 存储器装载到控制 4-Bit 或 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。 Address A Counter Control Bits B Counter Control Bits Program Bit bits LSB C1 MSB C2 N N 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 19 20 1 0 IF 1 1 RF 分频器 (A) 由头 7 个 Bits 控制，设置如下表，对于 IF N 计数器， Bits 5,6,7 是 Don’t Care bits。 RF N 计数器没有 Don’t Care bits。 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 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 （RF)，0 A 15 （IF)}, A B. fosc, 外部参考震荡器频率 R， 15-Bits 参考频率计数器分频数， 3-32767 P，双模分频器分频数， for IF，P = 8 or 16；for RF，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 1 显示可编程状态。Table 2 显示编 程真值表。 Table 1 可编程状态 C1 C2 R16 R17 R18 R19 R20 0 0 IF Phase Detector IF IF DO IF LD IF FO Polarity ICPO Tri-State 0 1 RF Phase Detector RF RF D O RF LD RF FO Polarity ICPO Tri-State N19 N20 1 0 IF Prescaler Pwdn IF 1 1 RF Prescaler Pwdn RF 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 Table 2 编程真值表。 DO ICPO IF 2012A RF polarity (note5) Tri-State (note 7) Prescaler Prescaler Pwdn (note 6) 0 Negative Normal Low 8/9 64/65 Pwrd up 1 Positive Tri-state High 16/17 128/129 Pwrd dn Phase Detector (note6) Note 5, 参考功能描述部分电荷泵输出电流极性 Note 6，参考功能描述部分关机操作。 Note 7，电荷泵低电流是高电流的 1/4. 2.6 电荷泵的输出极性（R16） 根据VCO的特性，R16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，R16 应该设为高电平；如果 VCO 的特性为负，如直线（2）所 示，R16 应该设为低电平。 VCO oscillation frequency vs control voltage VCO Frequency (1) R16 = 1 (2) R16 = 0 VCO control voltage 2.7 编程待机模式（R18 , N20） Microwire 控制同步 （synchronous）和非同步（asynchronous）关机。 当R18（Do Tristate) 是低电平， N20 高电平控制同步关机。当R18（Do Tristate) 是高电平，N20 高电平控制非同步关机。 当同步关机时， 电荷泵先进入tristate状态，以免引起频率跳跃， 然后电路进入关机状态。 当非同步关 机时， 只要LE触发N20变成高电平状态， 系统立即进入关机状态。 RF或IF频道，只要激活关机状态，R 和 N 分频器都进入待机状态，fin 输入端进入高阻状态。参考频率震 荡电路只有RF和IF电路都进入关机状态，才处于关机状态。 Microwire 控制界面锁存器仍能够装载和传输 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 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 数据。 不管是同步关机还是非同步关机， 只要LE触发N20变成低电平状态，系统立即进入正常工作状态。 表 X 关机状态选择 R18 N20 模式状态 0 0 PLL active 1 0 PLL active 0 1 同步关机 1 1 非同步关机 2.8 锁定检测输出 FoLD（Pin 10） FoLD （Pin 10）输出可测试IF， 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 3 列出FoLD输出真值表。 Table 3 编程真值表。 IF_R<19> RF_R<20> (RF LD) (IF LD) (RF Fo) IF_R<20> 0 0 0 0 FoLD disabled, output is Low, 0 1 0 0 IF lock (note 8) 1 0 0 0 RF lock (note 8) 1 1 0 0 RF <and> IF lock state (note 8) X 0 0 1 IF R counter clock X 0 1 0 RF R counter clock X 1 0 1 IF N counter clock X 1 1 0 RF N counter clock 0 0 1 1 Fastlock mode, output low. (note 9) 0 1 1 1 IF counter (R,N) reset (note 10) 1 0 1 1 RF counter (R, N) reset (note 10) 1 1 1 1 RF, IF counter (R,N) reset (note 10) RF_R<19> (IF Fo) Fo LD 输出 X = don’t care condition Note 8, 参考功能描述部分锁定检测输出。 Note 9，在fastlock 状态，RF 环路电荷泵控制Bit 17 设定为高电平。 Note 10，参考功能描述部分内部RESET操作。 深圳锐迪芯电子有限公司 page 18 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 2.9 锁定检测输出 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（standby）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。 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， 是鉴频鉴相器分频参考时钟（fosc/R) 与分频通道信号(frf/N, T fif/N)时间差。 2.10 RESET 模式 IF counter RESET 清零 IF 频道 N 和 R 计数器， 同时 IF 频道电荷泵进入tristate状态。 RF counter RESET 清零 RF 频道 N 和 R 计数器， 同时 RF 频道电荷泵进入tristate状态。 IF 和 RF counter RESET 清零 所有计数器， 同时 RF 和 IF 频道电荷泵都进入tristate状态。 当RESET状态去除时，N 计数器和 R 计数器对齐，最大误差是一个prescale cycle。 2.11 振荡器 (OSCI, OSCO) SR2012A 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。另一种方式是把外部时钟接到 OSCI 引脚，OSCO 引脚接 深圳锐迪芯电子有限公司 page 19 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 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-25MHz <80 10pF-30pF 10pF-30pF 5MHz-13MHz <150 20pF-50pF 20pF-50pF 深圳锐迪芯电子有限公司 page 20 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 3. 典型应用电路 深圳锐迪芯电子有限公司 page 21 http://www.radiumcorp.com 产品说明书 2009 年 2 月 SR2012A 1.5GHz 双通道频率合成器 4。 TSSOP-20 封装物理尺寸 深圳锐迪芯电子有限公司 page 22 http://www.radiumcorp.com