低抖动时钟发生器，14路LVPECL/ LVDS/HSTL输出或29路LVCMOS输出 AD9523-1 功能框图 特性 输出频率：<1 MHz至1 GHz OSC_IN, OSC_IN 启动频率精度：<±100 ppm(由VCXO参考精度决定) 输入至输出边沿时序：<150 ps 14路输出：可配置为LVPECL、LVDS、HSTL和LVCMOS 14个具有零抖动可调延迟的专用输出分频器 OUT0, OUT0 AD9523-1 REFA, REFA REFB, REFB PLL1 PLL2 DIVIDE-BY3, 4, 5 OUT3, OUT3 8 OUTPUTS REF_TEST OUT13, OUT13 可调延迟：63个分辨率步进，步长等于VCO输出分频器的½周 期 SCLK/SCL 输出间偏斜：<50 ps 针对奇数分频器设置提供占空比校正 OUT10, OUT10 SDIO/SDA SDO OUT4, OUT4 CONTROL INTERFACE (SPI AND I 2C) DIVIDE-BY3, 4, 5 6 OUTPUTS OUT9, OUT9 ZERO DELAY 上电时所有输出自动同步 绝对输出抖动：<200 fs(122.88 MHz时)积分范围：12 kHz至20 14-CLOCK DISTRIBUTION EEPROM MHz ZD_IN, ZD_IN 分配相位噪底：−160 dBc/Hz 09278-001 零延迟操作 图1 数字锁定检测 非易失性EEPROM存储配置设置 SPI和I²C兼容型串行控制端口 双PLL架构 PLL1 概述 低带宽，支持利用外部VCXO实现参考输入时钟清零 AD9523提供低功耗、多路输出时钟分配功能，具有低抖动 鉴相器速率：300 kHz至75 MHz 性能，还配有片内集成锁相环(PLL)和电压控制振荡器 冗余参考输入 (VCO)。片内VCO的调谐频率范围为3.6 GHz至4.0 GHz。 自动和手动参考切换模式 AD9523旨在满足长期演进(LTE)和多载波GSM基站设计的 恢复式和非恢复式切换 时钟要求。它依靠外部VCXO清除参考抖动，以满足严格 保持模式支持参考丢失检测 的低相位噪声要求，从而获得可接受的数据转换器信噪比 VCXO提供的低噪声LVCMOS输出可用于RF/IF频率合成器 PLL2 (SNR)性能。 鉴相器速率：最高250 MHz 输入接收器、振荡器和零延迟接收器支持单端和差分两种 集成低噪声VCO 操作。当连接系统参考时钟恢复输入及外部VCXO，器件 应用 产生1 MHz至1 GHz范围内的14路低噪声输出，以及一路来 LTE和多载波GSM基站 自输入PLL(PLL1)的专用缓冲输出。一路时钟输出相对于 无线和宽带基础设施 另一路时钟输出的频率和相位可通过分频器相位选择功能 医疗仪器 改变，该功能用作无抖动的时序粗调，其调整增量相当于 为高速ADC、DAC、DDS、DDC、DUC、MxFE提供时钟 VCO输出信号的半个周期。 低抖动、低相位噪声时钟分配 SONET、10Ge、10G FC和其它10 Gbps协议的时钟产生和转换 通过串行接口可以对封装内EEPROM进行编程，以便存储 前向纠错(G.710) 用于上电和芯片复位的用户定义寄存器设置。 高性能无线收发器 自动测试设备(ATE)和高性能仪器仪表 Rev. A Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. www.analog.com Tel: 781.329.4700 Fax: 781.461.3113 ©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 AD9523 目录 特性..................................................................................................1 应用..................................................................................................1 功能框图 .........................................................................................1 概述..................................................................................................1 修订历史 .........................................................................................2 技术规格 .........................................................................................3 条件..............................................................................................3 电源电流 .....................................................................................3 功耗..............................................................................................4 REFA、REFA、EFB、REFB、OSC_IN、 OSC_IN、ZD_IN、ZD_IN输入特性 .......................................4 OSC_CTRL输出特性................................................................5 REF_TEST输入特性 .................................................................5 PLL1输出特性............................................................................5 分配输出特性（OUT0、OUT0至OUT13、OUT13）.....6 时序对齐特性 ............................................................................7 抖动和噪声特性........................................................................7 PLL2特性.....................................................................................8 逻辑输入引脚—PD、EEPROM_SEL、 REF_SEL、RESET、SYNC......................................................8 状态输出引脚—STATUS1、STATUS0 ................................8 串行控制端口—SPI模式 .........................................................9 串行控制端口—I²C模式..........................................................10 绝对最大额定值............................................................................11 热阻..............................................................................................11 ESD警告 ......................................................................................11 引脚配置和功能描述 ...................................................................12 典型工作特性 ................................................................................15 输入/输出端接建议 ......................................................................17 术语..................................................................................................18 工作原理 .........................................................................................19 详细框图 .....................................................................................19 概述..............................................................................................19 元件模块—输入PLL(PLL1)....................................................20 元件模块—输出PLL(PLL2)....................................................21 时钟分配 .....................................................................................23 零延迟操作.................................................................................25 串行控制端口 ................................................................................26 SPI/I2C端口选择........................................................................26 I²C串行端口操作 ......................................................................26 SPI串行端口操作 ......................................................................29 SPI指令字(16位)........................................................................30 SPI MSB/LSB优先传输 .............................................................30 EEPROM操作 ................................................................................33 写入EEPROM ............................................................................33 读取EEPROM ............................................................................33 EEPROM缓冲段编程 ...............................................................33 时钟速度和驱动器模式...........................................................35 工作条件评估 ............................................................................35 散热增强型封装安装指南 ......................................................36 控制寄存器.....................................................................................37 控制寄存器映射........................................................................37 控制寄存器映射位功能描述 ..................................................42 外形尺寸 .........................................................................................54 订购指南 .....................................................................................54 修订历史 2010年11月-修订版0至修订版A 更改概述 .........................................................................................1 更改表1的小结部分 .....................................................................3 更改表4的输入高电压和输入低电压参数并增加 输入阈值电压参数 .......................................................................4 更改表16的结温额定值；更改热阻部分 ................................11 更改表18 .........................................................................................12 增加图14；重新排序 ...................................................................16 编辑图15、图17和图19 ...............................................................17 更改VCO校准部分........................................................................22 将输出模式标题更改为“多模式输出驱动器”； 更改“多模式输出驱动器”部分；增加图26...............................23 增加“功耗与散热考虑”部分；增加表29，重新排序..............35 更改表34、表35、表36和表38.................................................... 43 更改表50中的地址0x192...............................................................48 更改表52..........................................................................................49 更改表54..........................................................................................50 2010年7月—修订版0：初始版 Rev. A | Page 2 of 60 AD9523 技术规格 除非另有说明，fVCXO = 122.88 MHz单端，REFA和REFB为差分、30.72 MHz，fVCO = 3932.16 MHz，倍频器关闭，通道控制低功 耗模式关闭，分频器相位 =1。除非另有说明，典型值的测量条件为VDD = 3.3 V ± 5%、TA = 25°C。最小值和最大值的测量条 件为表1所列的整个VDD和TA（−40°C至+85°C）范围内。 条件 表1 参数 电源电压 VDD3_PLL1，PLL1电源电压 VDD3_PLL2，PLL2电源电压 VDD3_REF，时钟输出驱动器参考电源电压 VDD1.8_PLL2，PLL2电源电压 VDD3_OUT[x:y]1，时钟输出驱动器电源电压 VDD1.8_OUT[x:y]1，时钟分频器电源电压 温度范围，TA 最小值典型值最大值 单位 −40 3.3 3.3 3.3 1.8 3.3 1.8 +25 +85 V V V V V V °C 测试条件/注释 3.3 V ± 5% 3.3 V ± 5% 3.3 V ± 5% 1.8 V ± 5% 3.3 V ± 5% 1.8 V ± 5% 1 x和y是共用同一电源的差分输出对。例如，VDD3_OUT[0:1]指时钟输出OUT0、OUT0(分别为引脚68和引脚67)的电源电压和时钟输出OUT1、OUT1(分别为引 脚65和引脚64)的电源电压。 电源电流 表2 参数 时钟输出驱动器以外的电源 VDD3_PLL1，PLL1电源电压 VDD3_PLL2，PLL2电源电压 VDD3_REF，电源电压时钟输出驱动器参考 LVPECL模式 最小值典型值最大值 单位 测试条件/注释 22 67 25.2 77.7 mA mA 如果REFB关闭，典型值降低9 mA 5 6 mA 仅开启一个输出驱动器；每再开启一路输出，电 流最多增加1.2 mA LVDS模式 4 4.8 mA 仅开启一个输出驱动器；每再开启一路输出，电 流最多增加1.2 mA HSTL模式 3 3.6 mA 值与开启的输出数无关 CMOS模式 3 3.6 mA 值与开启的输出数无关 15 3.5 18 4.2 mA mA 每个分频器的电流： f = 245.76 MHz 16 17.4 mA f = 61.44 MHz 5 6.2 mA f = 245.76 MHz 17 18.9 mA f = 122.88 MHz 21 24.0 mA f = 122.88 MHz 14 16.3 mA f = 122.88 MHz 2 2.4 mA f = 15.36 MHz, 10 pF 负载 VDD1.8_PLL2，PLL2电源电压 VDD1.8_OUT[x:y]1，时钟分频器电源电压2 时钟输出驱动器 LVDS模式，7 mA VDD3_OUT[x:y]1，时钟输出驱动器电源电压 LVDS模式，3.5 mA VDD3_OUT[x:y]1，时钟输出驱动器电源电压 LVPECL模式 VDD3_OUT[x:y]1，时钟输出驱动器电源电压 HSTL模式，16 mA VDD3_OUT[x:y]1，时钟输出驱动器电源电压 HSTL模式，8 mA VDD3_OUT[x:y]1，时钟输出驱动器电源电压 CMOS模式（单端） VDD3_OUT[x:y]1，时钟输出驱动器电源电压 x和y是共用同一电源的差分输出对。例如，VDD3_OUT[0:1]指时钟输出OUT0、OUT0(分别为引脚68和引脚67)的电源电压和时钟输出OUT1、OUT1(分别为引 脚65和引脚64)的电源电压。 2 引脚63 (VDD1.8_OUT[0:3])的电流是其它VDD1.8_OUT[x:y]对的2倍。 1 Rev. A | Page 3 of 56 AD9523 功耗 表3 参数 功耗 典型配置 最小值 典型值 最大值 单位 PD，掉电 增量功耗 低功耗典型配置 输出分配，驱动器开启 LVDS LVPECL HSTL CMOS 891 1047. 1 mW 101 132.2 mW 367 428.4 mW 15.3 47.8 50.1 40.2 43.7 6.6 9.9 9.9 18.4 55.4 54.9 46.3 50.3 7.9 11.9 11.9 mW mW mW mW mW mW mW mW 测试条件/注释 不包括端接电阻的功耗 时 钟 分 配 输 出 工 作 如 下 ： 七 路 LVPECL输 出 工 作 在 122.88 MHz，三路LVDS输出(3.5 mA)工作在61.44 MHz，三路LVDS输出(3.5 mA)工作在245.76 MHz，一路 CMOS 10 pF负载工作在122.88 MHz，一路差分输入参 考工作在30.72 MHz；fVCXO = 122.88 MHz，fVCO = 3932.16 MHz；PLL2带宽 = 530 kHz，倍频器关闭 PD 引脚拉低，典型配置条件 含时钟分配的绝对总功率；一路L/PECL输出工作 在122.88 MHz；一路差分输入参考工作在30.72 MHz；fVCXO = 122.88 MHz，fVCO = 3932.16 MHz；倍 频器关闭基于低功耗典型值的功耗增加(OUT1) 单路3.5 mA LVDS输出工作在245.76 MHz 单路7 mA LVDS输出工作在61.44 MHz 单路LVPECL输出工作在122.88 MHz 单路8 mA HSTL输出工作在122.88 MHz 单路16 mA HSTL输出工作在122.88 MHz 单路3.3 V CMOS输出工作在15.36 MHz 双路互补3.3 V CMOS输出工作在122.88 MHz 双路同相3.3 V CMOS输出工作在122.88 MHz REFA, REFA, REFB, REFB, OSC_IN, OSC_IN, AND ZD_IN, ZD_IN INPUT CHARACTERISTICS 表4 参数 差分模式 输入频率范围 输入压摆率(OSC_IN) 内部产生的共模 输入电压 输入共模范围 差分输入电压， 灵敏度频率 < 250 MHz 差分输入电压， 灵敏度频率 > 250 MHz 差分输入电阻 差分输入电容 占空比 低电平脉冲宽度 高电平脉冲宽度 CMOS模式单端输入 输入频率范围 输入高电压 输入低电压 输入阈值电压 输入电容 占空比 低电平脉冲宽度 高电平脉冲宽度 最小值 典型值 最大值 单位 400 400 0.6 0.7 1.025 100 0.8 1.475 200 MHz V/µs V V mV p-p mV p-p 4.8 1 kΩ pF 测试条件/注释 保证抖动性能的最低限值 直流耦合LVDS(最大摆幅) 要求容性耦合；支持单端 未使用输入交流接地的输入；任一引脚上的瞬时电压不得超过 1.8 V直流供电轨 要求容性耦合；支持单端 未使用输入交流接地的输入；任一引脚上的瞬时电压不得超过 1.8 V直流供电轨 占空比界限由高电平脉冲宽度和低电平脉冲宽度设置 1 1 ns ns 250 1.0 MHz V V V 1 pF 1.62 0.52 交流耦合至输入接收器时，用户必须将输入直流偏置到1 V；单 端CMOS输入兼容3.3 V电压 占空比界限由高电平脉冲宽度和低电平脉冲宽度设置 1.6 1.6 ns ns Rev. A | Page 4 of 56 AD9523 OSC_CTRL输出特性 表5 参数 输出电压 高电平 低电平 最小值 典型值 最大值 VDD3_PLL1 − 0.15 150 单位 测试条件/注释 V mV RLOAD > 20 kΩ REF_TEST输入特性 表6 参数 REF_TEST输入 输入频率范围 输入高电压 输入低电压 最小值 典型值 最大值 250 2.0 0.8 单位 测试条件/注释 MHz V V PLL1输出特性 表7 参数1 最大输出频率 上升/下降时间(20%至80%) 占空比 高电平输出电压 最小值 典型值 45 250 387 50 最大值 665 55 VDD3_PLL1 − 0.25 VDD3_PLL1 − 0.1 单位 测试条件/注释 MHz ps % V V 低电平输出电压 0.2 0.1 1 CMOS驱动器强度 = 强(见表51)。 Rev. A | Page 5 of 56 V V 15 pF负载 f = 250 MHz 输出驱动器为静态 负载电流 = 10 mA 负载电流 = 1 mA 输出驱动器为静态 负载电流 = 10 mA 负载电流 = 1 mA AD9523 分配输出特性(OUT0、OUT0至OUT13、OUT13) 表8 参数 LVPECL模式 最大输出频率 上升/下降时间(20%至80%) 占空比 差分输出电压幅度 共模输出电压 比例HSTL模式，16 mA 最大输出频率 上升/下降时间(20%至80%) 占空比 差分输出电压幅度 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 47 43 40 643 VDD – 1.5 1 117 50 48 49 775 VDD − 1.4 147 52 52 54 924 VDD − 1.25 GHz ps % % % mV V 最小VCO/最大分频器 输出对上接100 Ω端接电阻 f < 500 MHz f = 500 MHz至800 MHz f = 800 MHz至1 GHz 引脚上的电压，输出驱动器为静态 输出驱动器为静态 47 44 40 1.3 1 112 50 48 49 1.6 141 52 51 54 1.7 GHz ps % % % V 最小VCO/最大分频器 输出对上接100 Ω端接电阻 f < 500 MHz f = 500 MHz至800 MHz f = 800 MHz至1 GHz 引脚上的电压，输出驱动器为静态； 标称电源 输出摆幅变化与VDD3_OUT[x:y] 的关系(ΔVOD/ΔVDD3) 0.6 VDD − 1.76 VDD − 1.6 VDD − 1.42 mV/ mV V 48 43 41 1 138 51 49 49 161 53 53 55 GHz ps % % % 247 454 50 mV mV 1.125 1.375 50 V mV 3.5 24 mA 250 387 50 665 55 MHz ps % 电源灵敏度 共模输出电压 LVDS模式，3.5 mA 最大输出频率 上升/下降时间(20%至80%） 占空比 差分输出电压幅度 平衡 未平衡 共模输出电压 共模差 短路输出电流 CMOS模式 最大输出频率 上升/下降时间(20%至80%) 占空比 高电平输出电压 45 VDD − 0.25 VDD − 0.1 V V 低电平输出电压 0.2 0.1 Rev. A | Page 6 of 56 V V 输出对上接100 Ω端接电阻 f < 500 MHz f = 500 MHz至800 MHz f = 800 MHz至1 GHz 引脚上的电压，输出驱动器为静态 正常引脚与反相引脚的电压幅度之 间的绝对差 输出驱动器为静态 输出引脚之间的电压差； 输出驱动器为静态 输出驱动器为静态 15 pF负载 f = 250 MHz 输出驱动器为静态 负载电流 = 10 mA 负载电流 = 1 mA 输出驱动器为静态 负载电流 = 10 mA 负载电流 = 1 mA AD9523 时序对齐特性 表9 参数 输出时序偏斜 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 除非另有说明，所有输出延迟关闭；输出上升 沿之间的最大偏差；所有输出开启 同组中的各路输出之间1 LVPECL、HSTL和LVDS LVPECL、HSTL和LVDS输出之间 CMOS CMOS输出之间 各组之间的均值方差1 可调延迟 分辨率步长 零延迟 REFA或REFB上的输入时钟边沿到 ZD_IN输入时钟边沿之间， 外部零延迟模式 30 183 ps 100 50 300 ps 单端正相高阻抗模式 63 Steps ps 分辨率步进数；例如：8 × 0.5/1 GHz 1 GHz的½ 500 ps PLL1设置：PFD = 7.68 MHz，ICP = 63.5 μA， RZERO = 10 kΩ，反冲防回差脉冲宽度为最大值， 带宽 = 40 Hz，REFA和ZD_IN设置为差分模式 0 500 150 1 共有三组输出，如下所示：上输出组：OUT0、OUT1、OUT2、OUT3；右输出组：OUT4、OUT5、OUT6、OUT7、OUT8、OUT9；下输出组：OUT10、 OUT11、OUT12、OUT13。 抖动和噪声特性 表10 参数 输出绝对均方根时间抖动 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 应用示例基于典型设置(见表3)； f = 122.88 MHz fs fs fs fs fs 积分带宽 = 200 kHz至5 MHz 积分带宽 = 200 kHz至10 MHz 积分带宽 = 12 kHz至20 MHz 积分带宽 = 10 kHz至61 MHz 积分带宽 = 1 kHz至61 MHz LVPECL模式、HSTL模式和LVDS模式 125 136 169 212 223 Rev. A | Page 7 of 56 AD9523 PLL2特性 表11 参数 VCO(片内) 频率范围 增益 最小值 典型值 3600 最大值 单位 4000 MHz MHz/V dBc/Hz 250 125 MHz MHz 45 −226 PLL2品质因数(FOM) 最大PFD频率 反冲防回差脉冲宽度 最小和低值 最大和高值 测试条件/注释 逻辑输入引脚—PD、EEPROM_SEL、REF_SEL、RESET、SYNC 表12 参数 最小值 典型值 最大值 单位 ±80 0.8 ±250 V V µA 测试条件/注释 电压 输入高电平 输入低电平 输入低电流 2.0 3 电容 负值表示内部上拉电阻导致电流流出 AD9523 pF RESET 时序 低电平脉冲宽度 无活动到启动寄存器编程 50 100 ns ns SYNC 时序 低电平脉冲宽度 1.5 ns 高速时钟为CLK输入信号 最大值 单位 测试条件/注释 0.4 V V 状态输出引脚—STATUS1、STATUS0 表13 参数 电压 输出高电平 输出低电平 最小值 典型值 2.94 Rev. A | Page 8 of 56 AD9523 串行控制端口—SPI模式 表14 参数 最小值 典型值 最大值 单位 输入电容 2.0 0.8 V V 30 −110 µA µA 2 pF 电压 输入逻辑1 输入逻辑0 电流 输入逻辑1 输入逻辑0 输入电容 SDIO(输入处于双向模式) 电压 输入逻辑1 输入逻辑0 电流 输入逻辑1 输入逻辑0 输入电容 SDIO至SCLK建立时间，tDS SCLK至SDIO保持时间，tDH SCLK至有效SDIO和SDO时间，tDV CS 至SCLK建立时间，tS CS 至SCLK建立和保持时间，tS、tC CS 最短脉冲宽度(高电平)，tPWH 负值表示内部上拉电阻导致电流流出 AD9523 SPI模式下SCLK内置一个40 kΩ下拉电阻， I2C模式下无内置电阻 SCLK(输入)，SPI模式 SDIO、SDO(输出) 输出逻辑1电压 输出逻辑0电压 时序 时钟速率(SCLK, 1/tSCLK) 高电平脉冲宽度，tHIGH 低电平脉冲宽度，tLOW 测试条件/注释 CS 内置一个40 kΩ上拉电阻 CS (输入) 电压 输入逻辑1 输入逻辑0 电流 输入逻辑1 输入逻辑0 2.0 0.8 V V 240 1 2 µA µA pF 2.0 0.8 V V 1 1 2 µA µA pF 2.7 0.4 25 8 12 3.3 0 14 10 0 6 Rev. A | Page 9 of 56 V V MHz ns ns ns ns ns ns ns ns AD9523 串行控制端口—I²C模式 除非另有说明，VDD = VDD3_REF。 表15 参数 SDA、SCL(输入数据时) 输入逻辑1电压 输入逻辑0电压 输入电流(输入电压介于 0.1 × VDD和0.9 × VDD之间) 施密特触发器输入的迟滞 输入滤波器必须抑制的尖峰 的脉冲宽度，tSPIKE SDA(输出数据时) 输出逻辑0电压(3 mA吸电流) 从VIHMIN到VILMAX的输出下降时间 (总线电容从10 pF到400 pF) 时序 时钟速率(SCL，fI2C) 停止条件与起始条件之间的总线空闲 时间，tIDLE 重复起始条件的建立时间， tSET;STR (重复)起始条件保持时间，tHLD;STR 停止条件建立时间，tSET;STP SCL时钟的低电平周期，tLOW SCL时钟的高电平周期，tHIGH SCL、SDA上升时间，tRISE SCL、SDA下降时间，tFALL 数据建立时间，tSET;DAT 数据保持时间，tHLD;DAT 各条总线的容性负载，CB1 1 2 最小值 典型值 最大值 0.7 × VDD −10 0.3 × VDD +10 V V µA 50 V ns 0.4 250 V ns 0.015 × VDD 20 + 0.1 CB 1 单位 400 测试条件/注释 注意所有I2C时序值均参考 VIHMIN (0.3 × VDD)和VILMAX电平(0.7 × VDD) 1.3 kHz µs 0.6 µs 0.6 µs 此周期结束后，产生第一个时钟脉冲 0.6 1.3 0.6 20 + 0.1 CB1 20 + 0.1 CB1 100 100 880 µs µs µs ns ns ns ns 这与0 ns最小值的原始I²C规范略有不同2 400 pF 300 300 CB是一条总线的电容(单位：pF)。 根据原始I2C规范，I2C主机还必须提供最短300 ns的保持时间，以便SDA信号桥接SCL下降沿的未定义区域。 Rev. A | Page 10 of 56 AD9523 绝对最大额定值 表16 参数 VDD3_PLL1, VDD3_PLL2, VDD3_REF, VDD3_OUT, LDO_VCO 至 GND REFA, REFA, REFIN, REFB, REFB 至 GND SCLK/SCL, SDIO/SDA, SDO, CS 至 GND OUT0, OUT0, OUT1, OUT1, OUT2, OUT2, OUT3, OUT3, OUT4, OUT4, OUT5, OUT5, OUT6, OUT6, OUT7, OUT7, OUT8, OUT8, OUT9, OUT9, OUT10, OUT10, OUT11, OUT11, OUT12, OUT12, OUT13, OUT13 至 GND SYNC, RESET, PD 至 GND STATUS0, STATUS1 至 GND SP0, SP1, EEPROM_SEL 至 GND VDD1.8_PLL2, VDD1.8_OUT, LDO_PLL1, LDO_PLL2 至 GND 结温1 存储温度范围 引脚温度(10秒) 1 热阻 额定值 θJA针对最差条件，即器件焊接在电路板上以实现表贴封装。 −0.3 V 至 +3.6 V 表17. 热阻 −0.3 V 至 +3.6 V −0.3 V 至 +3.6 V −0.3 V 至 +3.6 V 封装类型 72-Lead LFCSP, 10 mm × 10 mm 气流速度 (m/sec) 0 1.0 2.5 θJA1, 2 21.3 20.1 18.1 θJC1, 3 1.7 θJB1, 4 12.6 ΨJT1, 2 0.1 0.2 0.3 单位 °C/W °C/W °C/W 按照JEDEC 51-7，加上JEDEC 51-5 2S2P测试板。 按照JEDEC JESD51-2(静止空气)或JEDEC JESD51-6(流动空气)。 3 按照MIL-Std 883、方法 1012.1。 4 按照JEDEC JESD51-8(静止空气)。 1 2 −0.3 V 至 +3.6 V −0.3 V 至 +3.6 V −0.3 V 至 +3.6 V 2V 功耗信息请参阅“功耗与散热考虑”部分。 ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况 下放电。尽管本产品具有专利或专有保护电 路，但在遇到高能量ESD时，器件可能会损 坏。因此，应当采取适当的ESD防范措施， 以避免器件性能下降或功能丧失。 115°C −65°C 至 +150°C 300°C θJA见表17。 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 件的可靠性。 Rev. A | Page 11 of 56 AD9523 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 PLL1_OUT ZD_IN ZD_IN VDD1.8_PLL2 OUT0 OUT0 VDD3_OUT[0:1] OUT1 OUT1 VDD1.8_OUT[0:3] OUT2 OUT2 VDD3_OUT[2:3] OUT3 OUT3 EEPROM_SEL STATUS0/SP0 STATUS1/SP1 引脚配置和功能描述 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PIN 1 INDICATOR AD9523 (TOP VIEW) 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 VDD1.8_OUT[4:5] OUT4 OUT4 VDD3_OUT[4:5] OUT5 OUT5 VDD1.8_OUT[6:7] OUT6 OUT6 VDD3_OUT[6:7] OUT7 OUT7 VDD1.8_OUT[8:9] OUT8 OUT8 VDD3_OUT[8:9] OUT9 OUT9 NOTES 1. THE EXPOSED PADDLE IS THE GROUND CONNECTION ON THE CHIP. IT MUST BE SOLDERED TO THE ANALOG GROUND OF THE PCB TO ENSURE PROPER FUNCTIONALITY AND HEAT DISSIPATION, NOISE, AND MECHANICAL STRENGTH BENEFITS. 08439-002 RESET CS SCLK/SCL SDIO/SDA SDO REF_TEST OUT13 OUT13 VDD3_OUT[12:13] OUT12 OUT12 VDD1.8_OUT[12:13] OUT11 OUT11 VDD3_OUT[10:11] OUT10 OUT10 VDD1.8_OUT[10:11] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 LDO_PLL1 VDD3_PLL1 REFA REFA REFB REFB LF1_EXT_CAP OSC_CTRL OSC_IN OSC_IN LF2_EXT_CAP LDO_PLL2 VDD3_PLL2 LDO_VCO PD REF_SEL SYNC VDD3_REF 图2. 引脚配置 表18. 引脚功能描述 引脚 编号 引脚名称 1 LDO_PLL1 类型1 P/O 描述 2 3 VDD3_PLL1 REFA P I 4 REFA I 5 REFB I 6 REFB I 7 8 9 LF1_EXT_CAP OSC_CTRL OSC_IN O O I 10 OSC_IN I 11 12 LF2_EXT_CAP LDO_PLL2 O P/O PLL1的3.3 V电源。使用与VCXO相同的电源。 参考时钟输入A。此引脚与REFA一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此引脚设置 为单端3.3 V CMOS输入。 互补参考时钟输入A。此引脚与REFA一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此引脚 设置为单端3.3V CMOS输入。 参考时钟输入B。此引脚与REFB一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此引脚设置 为单端3.3 V CMOS输入。 互补参考时钟输入B。此引脚与REFB一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此引脚 设置为单端3.3 V CMOS输入。 PLL1外部环路滤波器电容。连接此引脚到地。 振荡器控制电压。连接此引脚到外部振荡器的电压控制引脚。 PLL1振荡器输入。此引脚与OSC_IN一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此引脚 设置为单端3.3 V CMOS输入。 互补PLL1振荡器输入。此引脚与OSC_IN一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此 引脚设置为单端3.3 V CMOS输入。 PLL2外部环路滤波器电容连接。连接电容到此引脚和LDO_VCO引脚。 PLL2 1.8 V内部调节器的LDO去耦引脚。应将一个0.47 μF去耦电容连接在此引脚与地之 间。注意：为获得最佳性能，应将LDO旁路电容靠近器件放置。 13 VDD3_PLL2 P PLL1的1.8 V内部LDO调节器去耦引脚。应将一个0.47 μF去耦电容连接在此引脚与地之间。 注意：为获得最佳性能，应将LDO旁路电容靠近器件放置。 PLL2的3.3 V电源。 Rev. A | Page 12 of 56 AD9523 引脚 编号 引脚名称 类型1 描述 14 LDO_VCO P/O VCO的2.5 V内部LDO调节器去耦引脚。应将一个0.47 μF去耦电容连接在此引脚与地之间。注 意：为获得最佳性能，应将LDO旁路电容靠近器件放置。 15 16 17 PD REF_SEL SYNC I I I 芯片掉电引脚，低电平有效。此引脚内置一个40 kΩ上拉电阻。 参考输入选择。此引脚内置一个40 kΩ下拉电阻。 手动同步。此引脚可启动手动同步，内置一个40 kΩ上拉电阻。 18 19 VDD3_REF RESET P I 20 21 CS SCLK/SCL I I 输出时钟驱动器参考的3.3 V电源。 数字输入，低电平有效。将内部逻辑复位至默认状态。此引脚内置一个40 kΩ上拉电阻。 串行控制端口片选，低电平有效。此引脚内置一个40 kΩ上拉电阻。 SPI模式(SCLK)或I2C模式(SCL)的串行控制端口时钟信号。用于串行编程的数据时钟。SPI模 式下此引脚内置一个40 kΩ下拉电阻，I2C模式下为高阻抗。 22 23 SDIO/SDA SDO I/O O 24 25 REF_TEST OUT13 I O 26 OUT13 O 27 28 VDD3_OUT[12:13] OUT12 P O 29 OUT12 O 30 31 VDD1.8_OUT[12:13] OUT11 P O 32 OUT11 O 33 34 VDD3_OUT[10:11] OUT10 P O 35 OUT10 O 36 37 VDD1.8_OUT[10:11] OUT9 P O 38 OUT9 O 39 40 VDD3_OUT[8:9] OUT8 P O 41 OUT8 O 42 43 VDD1.8_OUT[8:9] OUT7 P O 44 OUT7 O 45 46 VDD3_OUT[6:7] OUT6 P O 47 OUT6 O SPI模式(SDIO)或I2C模式(SDA)的串行控制端口双向串行数据输入/数据输出。 串行数据输出。4线模式下使用此引脚读取数据(3线模式下为高阻抗)。此引脚没有内置上 拉/下拉电阻。 PLL1鉴相器的测试输入。 互补方波时钟输出13。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为 单端CMOS输出。 方波时钟输出13。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出12和输出13时钟驱动器的3.3 V电源。 互补方波时钟输出12。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为 单端CMOS输出。 方波时钟输出12。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出12和输出13时钟分频器的1.8 V电源。 互补方波时钟输出11。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为 单端CMOS输出。 方波时钟输出11。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出10和输出11时钟驱动器的3.3 V电源。 互补方波时钟输出10。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为 单端CMOS输出。 方波时钟输出10。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出10和输出11时钟分频器的1.8 V电源。 互补方波时钟输出9。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单 端CMOS输出。 方波时钟输出9。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出8和输出9时钟驱动器的3.3 V电源。 互补方波时钟输出8。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单 端CMOS输出。 方波时钟输出8。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出8和输出9时钟分频器的1.8 V电源。 互补方波时钟输出7。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单 端CMOS输出。 方波时钟输出7。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出6和输出7时钟驱动器的3.3 V电源。 互补方波时钟输出6。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单 端CMOS输出。 方波时钟输出6。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 Rev. A | Page 13 of 56 AD9523 引脚 编号 引脚名称 48 VDD1.8_OUT[6:7] 49 OUT5 类型1 P O 50 OUT5 O 51 52 VDD3_OUT[4:5] OUT4 P O 53 OUT4 O 54 55 VDD1.8_OUT[4:5] STATUS1/SP1 P I/O 输出6和输出7时钟分频器的1.8 V电源。 互补方波时钟输出5。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 方波时钟输出5。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出4和输出5时钟驱动器的3.3 V电源。 互补方波时钟输出4。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 方波时钟输出4。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出4和输出5时钟分频器的1.8 V电源。 锁定检测和其它状态信号(STATUS1)/I2C地址(SP1)。此引脚内置一个40 kΩ下拉电阻。 56 STATUS0/SP0 I/O 锁定检测和其它状态信号(STATUS0)/I2C地址(SP0)。此引脚内置一个40 kΩ下拉电阻。 57 EEPROM_SEL I 58 OUT3 O 59 OUT3 O 60 61 VDD3_OUT[2:3] OUT2 P O 62 OUT2 O 63 64 VDD1.8_OUT[0:3] OUT1 P O 65 OUT1 O 66 67 VDD3_OUT[0:1] OUT0 P O 68 OUT0 O EEPROM选择。设置此引脚为高电平，可选择在复位和/或上电时载入内部EEPROM中存储的寄 存器值。设置此引脚为低电平，则使AD9523在上电/复位时载入硬编码的默认寄存器值。此引 脚内置一个40 kΩ下拉电阻。 互补方波时钟输出3。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 方波时钟输出3。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出2和输出3时钟驱动器的3.3 V电源。 互补方波时钟输出2。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 方波时钟输出2。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出0、输出1、输出2和输出3时钟分频器的1.8 V电源。 互补方波时钟输出1。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 方波时钟输出1。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 输出0和输出1时钟驱动器的3.3 V电源。 互补方波时钟输出0。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 方波时钟输出0。此引脚可以配置为差分LVPECL/LVDS/HSTL输出的一端，或者配置为单端 CMOS输出。 69 70 VDD1.8_PLL2 ZD_IN P I 71 ZD_IN I 72 PLL1_OUT O EP EP, GND GND 1 描述 PLL2的1.8 V电源。 外部零延迟时钟输入。此引脚与ZD_IN一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此引脚 设置为单端3.3 V CMOS输入。 互补外部零延迟时钟输入。此引脚与ZD_IN一起构成PLL参考的差分输入。或者，也可以将此 引脚设置为单端3.3 V CMOS输入。 PLL1的单端CMOS输出。此引脚具有强和弱两个设置(寄存器0x1BA的位4，参见表51)。 底部焊盘。裸露焊盘是芯片的接地连接，必须焊接到PCB模拟地，以确保正常工作和散热，并 获得噪声和机械强度方面的好处。 P = 电源，I = 输入，O = 输出，I/O = 输入/输出，P/O = 电源/输出，GND = 地。 Rev. A | Page 14 of 56 AD9523 典型工作特性 除非另有说明，fVCXO = 122.88 MHz，REFA为差分、30.72 MHz，fVCO = 3686.4 MHz，倍频器关闭。 60 35 50 30 25 40 CURRENT (mA) 30 HSTL = 8mA 20 2pF 15 10 10 5 08439-003 0 10pF 20 0 200 400 600 800 1000 08439-006 CURRENT (mA) HSTL = 16mA 20pF 0 1200 0 100 FREQUENCY (MHz) 3.0 DIFFERENTIAL SWING (V p-p) 35 600 LVDS = 7mA 30 25 20 15 LVDS = 3.5mA 10 0 200 400 600 800 1000 2.5 2.0 HSTL = 8mA 1.5 1.0 0.5 08439-004 5 HSTL = 16mA 0 1200 08439-007 CURRENT (mA) 500 3.5 40 0 200 图4. VDD3_OUT[x:y]电流(典型值)与频率的关系， LVDS模式，7 mA和3.5 mA 1.6 40 1.4 DIFFERENTIAL SWING (V p-p) 35 30 25 20 15 10 400 600 800 FREQUENCY (MHz) 800 1000 1200 1000 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0 1200 08439-008 0.2 08439-005 5 200 600 图7. 差分电压摆幅与频率的关系， HSTL模式，16 mA和8 mA 45 0 400 FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) CURRENT (mA) 400 图6. VDD3_OUT[x:y]电流(典型值)与频率的关系， CMOS模式，20 pF、10 pF和2 pF负载 45 0 300 FREQUENCY (MHz) 图3. VDD3_OUT[x:y]电(典型值)与频率的关系， HSTL模式，16 mA和8 mA 0 200 0 200 400 600 800 1000 FREQUENCY (MHz) 图5. VDD3_OUT[x:y]电流(典型值)与频率的关系， LVPECL模式 图8. 差分电压摆幅与频率的关系，LVPECL模式 Rev. A | Page 15 of 56 1200 AD9523 1.4 –70 LVDS = 7mA LVDS = 3.5mA 0.6 0.4 –110 2 –120 –130 3 4 5 –140 08439-009 0 200 400 600 800 1000 –160 –170 100 1200 1k 10k 4.0 1 –90 PHASE NOISE (dBc/Hz) 3.0 10pF 20pF 2.0 1.5 1.0 –100 –110 –120 08439-010 0.5 200 300 10M –140 400 500 –160 3 4 5 NOISE: ANALYSIS RANGE X: BAND MARKER ANALYSIS RANGE Y: BAND MARKER INTG NOISE: –78.8099dBc/39.99MHz RMS NOISE: 162.189µRAD 9.29276mdeg RMS JITTER: 210.069fsec RESIDUAL FM: 2.27638kHz –170 100 600 100Hz, –89.0260dBc/Hz 1kHz, –116.9949dBc/Hz 8kHz, –129.5198dBc/Hz 16kHz, –133.3916dBc/Hz 100kHz, –137.7680dBc/Hz 1MHz, –148.3519dBc/Hz 10MHz, –158.3307dBc/Hz 40MHz, 159.1629–dBc/Hz START 12kHz STOP 80MHz CENTER 40.006MHz SPAN 79.988MHz 2 –130 –150 100 1M 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: x: –80 3.5 AMPLITUDE (V) 100k –70 2pF 0 8 图12. 相位噪声，输出 = 184.32 MHz (VCXO = 122.88 MHz，Crystek VCXO CVHD-950) 图9. 差分电压摆幅与频率的关系， LVDS模式，7 mA和3.5 mA 0 7 FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (MHz) 2.5 6 NOISE: ANALYSIS RANGE X: BAND MARKER ANALYSIS RANGE Y: BAND MARKER INTG NOISE: –75.94595dBc/39.99MHz RMS NOISE: 225.539µRAD 12.9224mdeg RMS JITTER: 194.746fsec RESIDUAL FM: 2.81623kHz –150 0.2 0 –100 08439-015 PHASE NOISE (dBc/Hz) 0.8 1 1k 10k 100k 6 7 1M 8 10M FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (MHz) 图13. 相位噪声，输出 = 122.88 MHz (VCXO = 122.88 MHz，Crystek VCXO CVHD-950，倍频器关闭) 图9. 差分电压摆幅与频率的关系， LVDS模式，7 mA和3.5 mA 1 08439-013 1 CH1 200mV 2.5ns/DIV 40.0GS/s A CH1 104mV CH1 500mV Ω 图11. 输出波形(差分)，LVPECL(122.88 MHz) 2.5ns/DIV 40.0GS/s A CH1 80mV 图14. 输出波形(差分)，HSTL(16 mA，122.88 MHz) Rev. A | Page 16 of 56 08439-049 DIFFERENTIAL SWING (V p-p) –90 1.0 100Hz, –85.0688dBc/Hz 1kHz, –113.3955dBc/Hz 8kHz, –125.8719dBc/Hz 16kHz, –129.5942dBc/Hz 100kHz, –134.5017dBc/Hz 1MHz, –145.2872dBc/Hz 10MHz, –156.2706dBc/Hz 40MHz, –157.4153dBc/Hz START 12kHz STOP 80MHz CENTER 40.006MHz SPAN 79.988MHz 08439-016 1.2 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: x: –80 AD9523 输入/输出端接建议 100Ω HIGH IMPEDANCE DOWNSTREAM DEVICE INPUT HSTL OUTPUT 0.1µF 100Ω HIGH IMPEDANCE DOWNSTREAM DEVICE INPUT 0.1µF 图15. 交流耦合LVDS输出驱动器 图19. 交流耦合HSTL输出驱动器 AD9523 LVDS OUTPUT 0.1µF 08439-046 LVDS OUTPUT AD9523 0.1µF 08439-142 AD9523 AD9523 HIGH IMPEDANCE DOWNSTREAM DEVICE INPUT HSTL OUTPUT 100Ω HIGH IMPEDANCE DOWNSTREAM DEVICE INPUT 08439-047 08439-143 100Ω 0.1µF LVPECLCOMPATIBLE OUTPUT 100 0.1µF 0.1µF AD9523 SELF-BIASED REF, VCXO, ZERO DELAY INPUTS 100Ω (OPTIONAL1) HIGH IMPEDANCE DOWNSTREAM DEVICE INPUT 08439-044 AD9523 图20. 直流耦合HSTL输出驱动器 0.1µF 08439-048 图19. 交流耦合HSTL输出驱动器 1RESISTOR VALUE DEPENDS UPON REQUIRED TERMINATION OF SOURCE. 图21. REF、VCXO和零延迟输入差分模式 图17. 交流耦合LVPECL输出驱动器 AD9523 100 HIGH IMPEDANCE DOWNSTREAM DEVICE INPUT 08439-045 LVPECL COMPATIBLE OUTPUT 图18. 直流耦合LVPECL输出驱动器 Rev. A | Page 17 of 56 AD9523 术语 相位抖动和相位噪声 理想情况下，在正弦波的每个周期，相位都会随着时间从 0°连续均匀地变化到360°。不过，实际信号的相位随时间 的变化与理想情况会有一定的偏差，这种现象称为相位抖 动。导致相位抖动的原因有许多，其中一个主要原因是随 机噪声，其统计特征为高斯(正则)分布。 这种相位抖动导致正弦波能量在频域中扩散，产生连续的 功率频谱。通常将该功率频谱报告为相对于正弦波(载波) 的给定频率偏移下的一系列值，其单位为dBc/Hz。该值是 1 Hz带宽内包含的功率与载波频率时的功率之比(用dB表 示)。对于每次测量，还会给出相对于载波频率的偏移。 对一定偏移频率区间(例如10 kHz到10 MHz)内所含的总功 率进行积分很有意义。这称为该频率偏移区间内的积分相 位噪声，它与该偏移频率区间内的相位噪声所引起的时间 抖动直接相关。 相位噪声对ADC、DAC和RF混频器的性能有不利影响。 虽然影响方式不同，但它会降低转换器和混频器可实现的 动态范围。 出现在DAC或ADC采样时钟上的时间抖动会降低转换器 的信噪比(SNR)和动态范围。抖动最低的采样时钟可使给 定转换器发挥最高性能。 加性相位噪声 加性相位噪声指可归因于受测设备或子系统的相位噪声 量。所有外部振荡器或时钟源的相位噪声都会被扣除。 这样，当器件结合不同的振荡器和时钟源使用时，就可 以预测器件对系统总相位噪声的影响程度。各元件都会 贡献一定的相位噪声，但在许多情况下，某个元件的相 位噪声占居系统总相位噪声的主要部分。当有多个相位 噪声源时，总相位噪声等于各噪声源的平方和的平方 根。 加性时间抖动 加性时间抖动指可归因于受测设备或子系统的时间抖动 量。所有外部振荡器或时钟源的时间抖动都会被扣除。 这样，当器件结合不同的振荡器和时钟源使用时，就可 以预测器件对系统总时间抖动的影响程度。各元件都会 贡献一定的时间抖动，但在许多情况下，外部振荡器和 时钟源的时间抖动占居系统时间抖动的主要部分。 时间抖动 相位噪声是一种频域现象。在时域内，该效应表现为时间 抖动。观察正弦波时，连续过零的时间并不固定。方波 中，时间抖动表现为边沿偏离其理想(规则)的出现时间。 这两种情况下，实际时序与理想时序的偏差即为时间抖 动。这些偏差是随机的，因此用均方根(rms)秒或高斯分 布的1 Σ来规定时间抖动。 Rev. A | Page 18 of 56 AD9523 工作原理 详细框图 VCXO LDO_PLL1 LF1_EXT_CAP OSC_CTRL PLL1_OUT OSC_IN STATUS0/ STATUS1/ SP0 SP1 LF2_EXT_CAP LDO_VCO STATUS MONITOR LOCK DETECT/ SERIAL PORT ADDRESS REFA REFA ÷R REF_SEL REFB REFB REF_TEST LOCK DETECT ÷R SWITCHOVER CONTROL ÷D1 LOOP FILTER P F D SYNC SIGNAL LOCK DETECT CHARGE PUMP P F D ×2 ÷R CHARGE PUMP LOOP FILTER VCO ÷M1 VDD1.8_OUT[x:y] VDD3_OUT[x:y] ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE ÷D t EDGE OUT13 OUT13 OUT12 OUT12 OUT11 OUT11 OUT10 OUT10 OUT9 OUT9 OUT8 OUT8 OUT7 OUT7 OUT6 OUT6 OUT5 OUT5 OUT4 OUT4 ÷D t EDGE OUT3 OUT3 ÷D t EDGE OUT2 OUT2 ÷D t EDGE OUT1 OUT1 ÷D t EDGE OUT0 OUT0 ÷N1 ÷N2 PLL1 PLL2 SDIO/SDA SDO SCLK/SCL CS RESET PD EEPROM_SEL CONTROL INTERFACE (SDI AND I2C) EEPROM TO SYNC AD9523 LDO_PLL2 VDD3_PLL2 VDD1.8_PLL2 SYNC ZD_IN ZD_IN 08439-020 VDD3_PLL1 图22. 顶层框图 概述 AD9523是一款采用整数N分频锁相环(PLL)的时钟发生 器。器件架构由两个级联的PLL级组成。第一级PLL1包含 一个整数分频PLL，使用15 MHz至250 MHz的外部压控晶 振(VCXO)。PLL1的窄环路带宽可以初步清除输入参考信 号的抖动。第二级PLL2是一个频率乘法PLL，用于将第一 级输出频率转换到3.6 GHz至4.0 GHz范围。PLL2集成了一 个基于整数的反馈分频器，支持整数频率乘法。PLL2之后 是可编程整数分频器(1到1024)，用以提供1 GHz或以下的 最终输出频率。 AD9523内置参考信号处理模块，支持两个参考输入的平 滑切换。该电路自动检测有无参考输入信号。如果只有一 个输入信号，则器件将其用作活动参考。如果有两个输入 信号，则一个成为活动参考，另一个成为备用参考。如果 活动参考发生故障，电路将自动切换到备用参考(如有)， 使它成为新的活动参考。如果故障参考又变得可用，则由 寄存器设置决定采取何种动作：继续使用参考B或恢复使 用参考A。如果两个参考均不可用，则AD9523 支持保持模式。可以使用参考选择引脚(REF_SEL，引脚 16)来手动选择哪一个输入参考是活动参考(见表42)。保持 模式的精度取决于一半电源电压时外部VCXO的频率稳定 性。 分频器的所有设置都可以通过串行编程端口编程，因此可 以在程序控制下实现各种输入/输出频率比。分频器还包 括可编程延迟功能，以便在需要时调整输出信号的时序。 输出兼容LVPECL、LVDS或HSTL逻辑电平(参见“输入/输 出端接建议”部分)，但AD9523仅实现了CMOS。 各PLL都集成有环路滤波器并且可编程。各PLL环路滤波 器只需要一个外部电容。 AD9523的工作温度范围为−40°C至+85°C工业温度范围。 Rev. A | Page 19 of 56 AD9523 元件模块—输入PLL (PLL1) PLL1环路滤波器 PLL1概述 输 入 PLL( 称 为 PLL1) 的 基 本 组 成 部 分 包 括 鉴 频 鉴 相 器 (PFD)、电荷泵、(部分集成的)无源环路滤波器和闭环工作 的外部VCXO。 PLL1能够灵活地采用大约10 Hz到100 Hz的环路带宽工作。 这种相对较窄的环路带宽使得AD9523能够抑制输入参考 (REFA和REFB)上的抖动。这样，PLL1的输出就变为参考输 入系统时钟的低抖动锁相版本。 PLL1环路滤波器要求从LF1_EXT_CAP(引脚7)连接一个外 部电容到地。该外部电容的值取决于外部VCXO的使用方 式，以及输入时钟速率和所需带宽等配置参数。通常， 0.3 μF电容支持10 Hz到100 Hz的环路带宽，并能确保环路 在器件的目标工作参数范围内保持稳定(RZERO值见表43)。 LF1_EXT_CAP LDO_PLL1 AD9523 PLL1参考时钟输入 RZERO CPOLE1 在差分模式下，这些引脚在内部自偏置。如果以单端方式 驱动REFA或REFB，则未使用端(REFA、REFB)应通过适当的 电容去耦到无噪声地。图21给出了REFA或REFB的等效电 路。可以直流耦合到这些输入，但直流工作点应当按照技 术规格部分中的规定进行设置。 要在3.3 V CMOS模式下使用REFA或REFB输入，用户必须设 置寄存器0x01A中的位5或位6(见表40)。单端输入可以通过 直流耦合CMOS电平信号或交流耦合正弦波或方波驱动。 当未选择差分参考输入或者PLL掉电时，差分参考输入接收 器掉电。当PLL掉电、相应的掉电寄存器置1或者选择差分 接收器时，单端缓冲器掉电。 REFB R分频器与REFA R分频器使用相同的值，除非寄存器 0x01C的位7——REFB R分频器独立分频控制使能位——按照 表42所示进行设置。 CPOLE2 OSC_CTRL CHARGE PUMP RPOLE2 表19. PLL1环路滤波器可编程值 RZERO (kΩ) 883 677 341 135 10 外部 1 CPOLE1 (nF) 1.5(固定) RPOLE2 (kΩ) 165(固定) OSC_CTRL输出端应使用一个外部R-C低通滤波器。图23 所示的值会增加一个约530 Hz的低通极点。此R-C网络用 于滤除OSC_CTRL缓冲器的相关噪声，以在1 kHz偏移区 间实现最佳噪声性能。 RZERO SWITCHOVER CONTROL P F D DIVIDE-BY1, 2, ...1023 CHARGE PUMP 7 BITS, 0.5µA LSB RPOLE2 CPOLE1 CPOLE2 3.3V CMOS OR 1.8V DIFFERENTIAL REF_TEST 1.8V LDO VDD3_PLL VCXO DIVIDE-BY1, 2, ...1023 DIVIDE-BY1, 2, ...63 OSC_CTRL OSC_IN AD9523 LDO_PLL1 图24. 输入PLL (PLL1)框图 Rev. A | Page 20 of 56 08439-021 REFB REFB CPOLE2 LF1_EXT_CAP1 (nF) (µF) 0.337(固定) 0.3 外部环路滤波器电容 DIVIDE-BY1, 2, ...1023 REF_SEL 0.3µF 图23. PLL1环路滤波器 LF1_EXT_CAP REFA REFA 1k BUFFER 08439-022 AD9523具 有 两 路 独 立 的 差 分 参 考 时 钟 输 入 ： REFA和 REFB。这些输入可以配置为以全差分模式或单端CMOS模 式工作。 AD9523 PLL1输入分频器 每路参考输入为一个专用参考分频器模块提供信号。输入 分频器以1到1023的整数步进对参考频率进行分频，它们 是预分频的主体部分，目的是降低参考频率以支持PLL1通 常需要的带宽。 此当不存在输入参考信号时，它可以继续工作。当器件切 换到保持模式时，电荷泵进入三态。器件在此模式下继续 工作，直到有参考信号可用时才退出保持模式，然后PLL1 与活动参考重新同步。除三态外，保持期间还可以将电荷 泵驱动到VCC/2(见表42寄存器0x01C的位6)。 PLL1参考切换 元件模块—输出PLL (PLL2) 参考监控器检查有无预分频的REFA和REFB信号(即输入分 频器分频之后的信号)。参考监控器的状态指导切换控制 逻辑的操作。AD9523支持PLL参考时钟在REFA(REFA和 REFA引脚)和REFB(REFB和REFB引脚)之间自动和手动切 换。该特性支持需要冗余参考的网络和基础设施应用。 PLL2概述 输出PLL(称为PLL2)包括可选输入参考倍频器、鉴频鉴相器 (PFD)、部分集成的模拟环路滤波器(见图25)、集成压控振 荡器(VCO)和反馈分频器。VCO产生标称3.8 GHz信号，其 输出分频器支持4到11的分频比。 参考切换有多种可配置的模式。手动切换可以通过寄存器 设置或使用REF_SEL引脚实现。当REFA消失而REFB上有 一个参考信号时，会发生自动切换。 输出PLL的PFD驱动一个电荷泵，增加、减少或保持(内部 和外部)环路滤波器电容中存储的电荷不变。存储的电荷 可产生一个电压，用于设置VCO的输出频率。PLL的反馈 环路致使VCO控制电压以相位锁定PFD输入信号的方式改 变。 参考自动切换可以设置为如下工作方式： • 非恢复式：继续使用REFB。当REFA消失时，从REFA 切 换 到 REFB， 但 当 REFA重 新 出 现 时 ， 不 切 换 回 REFA。如果REFB消失，则切换回REFA。 PLL2的增益与电荷泵提供的电流成比例。所选环路滤波器 带宽旨在降低PLL源的噪声贡献，避免影响相位噪声要 求。 恢 复 使 用 REFA。 当 REFA消 失 时 ， 从 REFA切 换 到 REFB；当REFA重新出现时，从REFB切换回REFA。 输出PLL的VCO具有涵盖3.6 GHz至4.0 GHz的多个频段。不 过，特定频段内的实际工作频率取决于环路滤波器电容上 的控制电压。该控制电压使VCO输出频率在所选频段内发 生线性变化。通过这种频率变化，输出PLL的控制环路能够 将VCO输出信号与施加于PFD的参考信号同步。通常，器 件会在校准过程(通过位于地址0x0F3的VCO控制寄存器调 用)中自动选择合适的频段。 PLL1其它控制寄存器位设置参见表42。 PLL1保持 当两个输入参考均消失时，器件进入保持模式。保持模式 是PLL1提供的第二功能。PLL1有一个外部VCXO可以用作 频率源，因 LF2_EXT_CAP PLL1_OUT LDO_VCO VDD3_PLL2 LDO_PLL2 AD9523 LDO LDO RZERO PLL_1.8V DIVIDE BY 1, 2, 4, 8, 16 CPOLE1 PFD ×2 CHARGE PUMP 8 BITS, 3.5µA LSB CPOLE2 RPOLE2 A/B COUNTERS DIVIDE BY 4, 5, 6, ...11 TO DIST/ RESYNC DIVIDE-BY-4 PRESCALER N DIVIDER 图25. 输出PLL (PLL2)框图 Rev. A | Page 21 of 56 08439-023 • AD9523 输入2倍频率乘法器 VCO分频器 2倍频率乘法器允许将PLL2输入端的频率加倍。这样，用户 就可以利用PLL(PFD)输入端的更高频率来降低带内相位噪 声，并增大PLL产生的频率与PFD相关的调制杂散之间的间 隔。不过，参考杂散间隔增大会导致频率乘法器产生谐波 杂散；当OSC_IN输入端的占空比偏离50%时，谐波杂散会 提高。因此，频率乘法器能否起到有利作用取决于具体应 用。通常，具有适当接口的VCXO在OSC_IN输入端的占空 比约为50%。注意，2倍频率乘法器的最大输出频率不得超 过表11规定的最大PFD速率。 VCO分频器提供内部VCO与时钟分配之间的分频功能， 分频比可以设置为4、5、6、7、8、9、10或11。 PLL2反馈分频器 PLL2有一个反馈分频器(N分频器)，它可提供整数频率上变 频功能。PLL2 N分频器由一个预分频器(P)和两个计数器(A 和B)组合而成。总分频器值为： N = (P × B) + A 该反馈分频器采用双模预分频器结构，具有不可编程的P值 (等于4)。B计数器的值是4到63，A计数器的值是0到3。不 过，由于分频器的结构限制，存在一些约束条件，如表45 所列。 PLL2环路滤波器 PLL2环路滤波器要求从LF2_EXT_CAP(引脚11)连接一个 外部电容到LDO_VCO(引脚14)，如图25所示。该外部电容 的值取决于工作模式和所需的相位噪声性能。例如，大约 500 kHz的环路带宽所产生的积分抖动最低。带宽越低，相 位噪声也越低(1 MHz时)，但总积分抖动会提高。 表20. PLL2环路滤波器可编程值 1 CPOLE1 (pF) 48 40 32 24 16 8 0 为确保AD9523能在整个工艺和温度范围内正常工作，必 须手动校准片内VCO。将校准VCO位(寄存器0x0F3的位1) 置1可以实现校准(此位不是自清零位)。该设置可以作为 执行IO_Update位(寄存器0x234的位0 = 1)之前的初始设置 的一部分来完成。一个回读位(VCO校准进行中，寄存器 0x22D的位0)通过返回逻辑真值(即位0 = 1)，指示VCO校 准正在进行。如果EEPROM在使用中，则在将寄存器设置 保 存 到 EEPROM之 前 将 校 准 VCO位 置 1， 可 确 保 在 EEPROM加载后自动执行VCO校准。校准后，建议启动同 步过程(参见“时钟分配同步”部分)。 注意，校准VCO位默认值为0。要启动校准过程，必须将 此位从0设为1。因此，随后的任何校准都需要执行如下序 列： 其中，P = 4。 RZERO (Ω) 3250 3000 2750 2500 2250 2100 2000 1850 VCO校准 RPOLE2 (Ω) 900 450 300 225 CPOLE2 (pF) 16(固定) LF2_EXT_CAP1 (pF) 1000(典型值) 1. 2. 3. 4. 寄存器0x0F3的位1(校准VCO位）= 0 寄存器0x234的位0(IO_Update bit) = 1 寄存器1x0F3的位1(校准VCO位）= 0 寄存器0x234的位0(IO_Update bit) = 1 VCO校准由一个采用VCXO输入时钟工作的校准控制器控 制。校准要求正确设置PLL2以便锁定PLL2环路，并且 VCXO时钟存在。 上电或复位期间，分配部分自动保持同步，直到第一次 VCO校准完毕。因此，在VCO校准完成和PLL2锁定之 前，不会提供输出。 下列情况下应启动VCO校准： • 更改PLL2 B计数器和A计数器设置或者PLL2参考时钟 频率改变之后。这意味着，只要PLL2寄存器或参考时 钟发生变化，导致VCO频率改变，就应启动VCO校 准。 • 需要进行系统校准时。VCO能够在极端温度下正常工 作，即使首次校准是在相反的极端温度下进行。然 而，如有需要，可以随时启动VCO校准。 外部环路滤波器电容 Rev. A | Page 22 of 56 AD9523 时钟分配 时钟分配模块提供一种集成解决方案，可根据PLL2 VCO 分频器输出的分频频率产生多路时钟输出。分配输出包括 14个通道(OUT0至OUT13)，各输出通道都有专用分频器 和输出驱动器，如图25所示。AD9523还能将VCXO输出路 由至其中的四路输出(OUT0至OUT3)。 时钟分频器 输出时钟分配分频器称为D0至D13，分别对应于输出通道 OUT0至OUT13。每个分频器都是可编程的，分频深度为 10位，相当于1到1024。分频器具有占空比校正功能，占 空比始终保持在50%，即便奇数分频器也是如此。 输出掉电 通过通道0至通道13控制寄存器(见表50)，可以独立控制每 个输出通道的掉电功能。每个输出通道都有专用掉电位， 以便关闭相应的输出驱动器。不过，如果所有14路输出都 关断，则整个分配输出进入深度休眠模式。虽然每个通道 都有一个通道掉电控制信号，但有时可能需要在输出驱动 器掉电的同时，保持其分频器与其它通道分频器同步。这 可以通过将该输出置于三态模式来实现；该方法在CMOS 模式下也有效。 如果输出通道交流耦合到为之提供时钟的电路，则改变模 式将改变电压摆幅，从而确定对驱动电平的灵敏度。例 如，在LVDS模式下，3.5 mA的电流会引起350 mV的峰值电 压。同样，在LVPECL模式下，8 mA的电流会在100 Ω负载 电阻上引起800 mV的峰值电压。 除四个模式位以外，14个控制寄存器还包括如下控制位： • 分频器输出反相。允许用户选择正常极性或反转极 性。正常极性是默认状态。反转极性的逻辑0和逻辑1 的意义相反，与逻辑系列无关。 忽略同步。让分频器忽略来自任何源的SYNC信号。 通道掉电。关断整个通道。 低功耗模式。 驱动器模式。 通道分频器。 分频器相位。 • • • • • • VDD3_OUT[x:y] 1.25V LVDS VDD – 1.3V LVPECL 多模式输出驱动器 用户通过通道0至通道13控制寄存器(见表50)，可以独立控 制每个输出通道的工作模式。工作模式控制包括如下参 数： • • • HSTL 50Ω ENABLED CM COMMON-MODE CIRCUIT P N CM 逻辑系列和引脚功能 输出驱动强度 输出极性 + – 100Ω LOAD 通道0至通道13控制寄存器的四个最低有效位(LSB)是驱动 器模式位。模式值选择所需的输出通道逻辑系列和引脚功 能，如表50所列。该驱动器设计为图26所示的所有不同驱 动器工作模式提供了一个通用100 Ω外部电阻。 N P 3.5mA/8mA LVDS/LVPECL ENABLED 08439-031 50Ω HSTL ENABLED 图26. 多模式驱动器 Rev. A | Page 23 of 56 AD9523 时钟分配同步 户先设置然后清除该位。同步事件即为清零操作(即该位 从逻辑1跃迁到逻辑0）。当PLL2就绪时，分频器全都自动 彼此同步。分频器支持0到63步的可编程相位偏移，步长 为输入时钟（如VCO分频器输出时钟)的半个周期。相位 偏移通过各分频器第一个输出时钟周期的预设值并入驱动 器。只有对初始相位和分频值进行编程，然后向分配电路 发送一个同步信号(启动时自动发送或手动发送，视需要 而定)，才能支持相位偏移。 时钟分配同步功能的框图如图27所示。同步序列以主同步 信号开始，最终向时钟分配逻辑提供一个同步脉冲。 如图所示，主同步信号的来源有如下两个： • 同步分频器位提供的直接同步源(参见表54中寄存器 0x232的位0)。 • 器件SYNC引脚(引脚17)。 上电或复位事件后PLL2首次锁定时，分频器会自动同步。 随后的锁定/解锁事件不会启动分配分频器的重新同步， 除非之前发生器件掉电或复位事件。 正常工作时，在AD9523启动以提供输出之前就已经通过 EEPROM或SPI/I2C端口设置相位偏移。虽然用户无法在分 频器工作时调整相位偏移，但可以在不关断PLL1和PLL2 的情况下同时调整所有输出的相位。其实现方法如下：利 用寄存器0x192的位[7:2]设置新的相位偏移(见表50)，然后 利用SYNC引脚或同步分频器位(寄存器0x232的位0)发送一 个分频同步信号。 主同步信号的两个源均进行逻辑“或”操作，因此，任何一 个源在任何时候都可以同步时钟分配输出。使用同步分频 器位时，用 OUTx DIVIDE OUT DIVIDER PHASE DRIVER OUTx SYNC VCO OUTPUT DIVIDER FAN OUT SYNC (PIN 17) 08439-025 SYNC SYNC DIVIDERS BIT 图27. 时钟输出同步框图 SYNC VCO DIVIDER OUTPUT CLOCK DIVIDE = 2, PHASE = 0 CONTROL 6 × 0.5 PERIODS 图28. 时钟输出同步时序图 Rev. A | Page 24 of 56 08439-026 DIVIDE = 2, PHASE = 6 AD9523 由于通道分频器彼此同步，因此通道分频器的输出与参考 输入同步。 未设置为忽略同步的所有输出在同步激活时暂时禁用。注 意，如果某路输出用于零延迟路径，则它也会暂时消失。 不过这是有利的，因为它能确保所有同步输出相对于零延 迟输出(从而相对于输入)具有确定的相位关系。 外部零延迟模式 AD9523的外部零延迟功能是通过将OUT0反馈至ZD_IN输 入，最终回到PLL1 N分频器来实现的。图29中，外部零延 迟模式的信号路由变化发生于AD9523的外部。 零延迟操作 零延迟操作能够使输出时钟的相位与外部PLL参考输入的 相位对齐。OUT0输出设计用作零延迟的输出。AD9523支 持两种零延迟模式：内部和外部(见图29)。注意，由于零 延迟路径包括输出驱动器，因此外部延迟模式的匹配度优 于内部延迟模式。将PLL1的反冲防回差脉冲宽度控制设置 为最大值可提供最佳的零延迟匹配。 寄存器0x01B的位5用于选择外部零延迟模式。在外部零延 迟模式下，OUT0必须通过ZD_IN和ZD_IN引脚返回PLL1 (N分频器)。 PLL1使反馈输出时钟的相位/边沿与参考输入的相位/边沿 同步。由于通道分频器彼此同步，因此时钟输出与参考输 入同步。参考路径延迟和ZD_IN的反馈延迟与输出驱动器 和PLL元件的传播延迟相同，这使得时钟输出与参考输入 之间的相位偏移最小，从而实现零延迟。 内部零延迟模式 AD9523的内部零延迟功能是通过将通道分频器0的输出反 馈至PLL1 N分频器来实现的。寄存器0x01B的位5用于选择 内部零延迟模式(见表41)。在内部零延迟模式下，通道分 频器0的输出通过一个多路复用器返回PLL1(N分频器)。 PLL1使通道分频器0的输出相位/边沿与参考输入的相位/ 边沿同步。 ZD_IN ZD_IN OUT0 OUT0 ENB FEEDBACK DELAY INTERNAL FB REFA REFA PFD 08439-027 REF DELAY AD9523 图29. 零延迟功能 Rev. A | Page 25 of 56 AD9523 串行控制端口 AD9523串行控制端口是一种灵活的同步串行通信端口，可 以很方便地与多种工业标准微控制器和微处理器接口。该 端口兼容大多数同步传输格式，包括Philips I2C®、Motorola® SPI和Intel® SSR协议。AD9523 I2C方案的两个规格与传统I2C 规格有差异，如本数据手册的表15所示。通过此串行控制 端口，可以对所有配置AD9523的寄存器进行读/写操作。 SPI/I2C端口选择 AD9523有两个串行接口：SPI和I2C。用户可以选择SPI或 I2C，具体取决于通电时或RESET后两个逻辑电平输入引脚 SP1和SP0的状态(逻辑高电平或逻辑低电平)；各引脚内置 一个40 kΩ下拉电阻)。当SP1和SP0均为低电平时，SPI接口 使能。在其它情况下，I2C接口使能，它具有三个不同的 I2C从机地址设置(7位宽)，如表21所示。从机地址的5个 MSB是硬件编码11000，2个LSB由SP1和SP0引脚的逻辑电 平决定。 表21. 串行端口模式选择 缩写 S Sr P A A W R 定义 起始 重复起始 停止 应答 不应答 写 读 对于所传输的每个数据位，都会在SCL时钟线上产生一个 脉冲。 SDA线上的数据在时钟的高电平期间不得改变。只有当 SCL线上的时钟为低电平时，数据线的状态才能改变。 DATA LINE STABLE; DATA VALID CHANGE OF DATA ALLOWED SDA 地址 SPI I2C: 1100000 I2C: 1100001 I2C: 1100010 08439-160 SP0 低电平 高电平 低电平 高电平 2 表22. I2C总线定义 SCL 图30. 有效位传输 I²C串行端口操作 AD9523 I2C端口基于I2C快速模式标准。AD9523支持两种 I2C协议：标准模式(100 kHz)和快速模式(400 kHz)。 AD9523 I2C端口是一个双线接口，由一条串行数据线(SDA) 和一条串行时钟线(SCL)构成。在I2C总线系统中，AD9523 作为从机连接到串行总线(a数据总线SDA和时钟总线SCL)， 这意味着AD9523不产生时钟。AD9523采用16位(两个字节) 直接存储器寻址，而不是传统的8位(一个字节)存储器寻 址。 起始条件是SCL处于高电平时，SDA线上发生的高电平至 低电平跃迁。起始条件始终由主机产生，用于启动数据传 输。 停止条件是SCL处于高电平时，SDA线上发生的低电平至 高电平跃迁。停止条件始终由主机产生，用于结束数据传 输。 SDA SCL S P START CONDITION STOP CONDITION 08439-161 SP1 低电平 低电平 高电平 高电平 I2C总线特性 图31. 起始条件和停止条件 SDA线上的字节始终为8位长。每个字节之后必须跟随一 个应答位。字节以MSB优先方式发送。 应答位是附加到任何8位数据字节的第九个位。应答位始 终由接收器件(接收方)产生，用于通知发送方已收到该字 节。其实现方法是在每8位数据字节后的第9个时钟脉冲期 间拉低SDA线。 Rev. A | Page 26 of 56 AD9523 MSB ACKNOWLEDGE FROM SLAVE-RECEIVER 1 SCL 2 3 TO 7 8 9 1 ACKNOWLEDGE FROM SLAVE-RECEIVER 2 3 TO 7 8 9 S 10 P 08439-162 SDA 图32. 应答位 MSB = 0 SCL 1 2 3 TO 7 8 9 1 ACKNOWLEDGE FROM SLAVE-RECEIVER 2 3 TO 7 8 9 S 10 P 08439-163 ACKNOWLEDGE FROM SLAVE-RECEIVER 10 P 08439-164 SDA 图33. 数据传输过程(主机写模式，使用2字节传输进行说明) MSB = 1 SDA ACKNOWLEDGE FROM MASTER-RECEIVER 1 SCL 2 3 TO 7 8 9 1 NO ACKNOWLEDGE FROM SLAVE-RECEIVER 2 3 TO 7 S 8 9 图34. 数据传输过程(主机读模式，使用2字节传输进行说明) 不应答位是附加到任何8位数据字节的第九个位。不应答 位始终由接收器件(接收方)产生，用于通知发送方未收到 该字节。其实现方法是在每8位数据字节后的第9个时钟脉 冲期间保持SDA线为高电平状态不变。 数据传输过程 主机通过置位起始条件来发起数据传输。这样，随后就会 发生数据流。连接到串行总线的所有I2C从机都会响应起 始条件。 然后，主机通过SDA线发送一个8位地址字节，它由7位从 机地址(MSB优先)和一个读写(R/W)位组成。读写位决定 数据传输的方向，即数据写入还是读取从机(0 = 写，1 = 读)。 地址与所发送地址对应的外设以一个应答位响应。在选定 器件等待读写数据期间，总线上的所有其它器件保持空闲 状态。如果R/W位为0，则主机(发送方)写入从机(接收 方)。如果R/W位为1，则主机(接收方)读取从机(发送方)。 制寄存器）地址字节，高位字节地址优先。这种寻址方案 的存储器地址数量最多为216 − 1 = 65,535。两个存储器地址 字节之后的数据字节是写入控制寄存器的寄存器数据。在 读取模式下，从机地址字节之后的数据字节是从控制寄存 器读取的寄存器数据。单次I2C传输可以包含多个读取自 或写入控制寄存器的数据字节，寄存器地址从基本存储器 地址开始自动递增。 读取或写入所有数据字节之后，停止条件随即建立。在写 入模式下，主机(发送方)在从机(接收方)最后一个数据字 节的应答位之后的第10个时钟脉冲期间置位停止条件以结 束数据传输。在读取模式下，主机(接收方)接收从机(发送 方)最后一个数据字节，但在第9个时钟脉冲期间不拉低数 据线，这称为不应答位。接收到不应答位时，从机得知数 据传输已结束，从而释放SDA线。主机随后在第10个时钟 脉冲前的低电平期间拉低数据线，然后在第10个时钟脉冲 期间拉高数据线，以置位停止条件。 这些命令的格式参见“数据传输格式”部分所述。 重复起始(Sr)条件可以代替停止条件。此外，起始或停止 条件可以随时发生，未完整传输的字节会被丢弃。 然后，主机(写入模式)或从机(读取模式)以9个时钟脉冲(8 位数据字节后跟1个来自接收器件的应答位)的格式通过串 行总线发送数据。每次传输能够发送的字节数不受限制。 在写入模式下，紧随从机地址字节之后的前两个数据字节 是内部存储器(控 如果I2C数据写入传输包含多个数据字节，则对于写入寄 存器0x234之后的数据字节，外设不应答，从而结束I2C传 输。如果I2C数据读取传输包含多个数据字节，则在读取 寄存器0x234之后，外设会对随后的读操作驱动数据字节 0x00。 Rev. A | Page 27 of 56 AD9523 数据传输格式 发送字节格式。发送字节协议用于设置后续命令的寄存器地址。 S W 从机地址 A RAM地址高位字节 A RAM地址低位字节 W 从机地址 A RAM地址 高位字节 A RAM地址 低位字节 RAM 数据0 A A RAM 数据1 RAM 数据2 A R 从机地址 A RAM 数据0 A A P A P A P . 接收字节格式。接收字节协议用于从RAM读取数据字节，从当前地址开始。 S P ess. 写入字节格式。写入字节协议用于将寄存器地址写入RAM，从指定RAM地址开始。 S A RAM 数据1 A RAM 数据2 读取字节格式。发送字节和接收字节的合并格式。 从机 地址 S W RAM地址 高位字节 A A RAM地址 低位字节 A Sr 从机 地址 R A RAM 数据0 A RAM 数据1 A RAM 数据2 I²C串行端口时序 SDA tSET; DAT tFALL tLOW tFALL tHLD; STR tRISE tSPIKE tRISE tIDLE S tHLD; STR tHLD; DAT tHIGH tSET; STR tSET; STP Sr 图35. I²C串行端口时序 表23. I2C时序定义 参数 fI2C tIDLE tHLD; STR tSET; STR tSET; STP tHLD; DAT tSET; DAT tLOW tHIGH tRISE tFALL tSPIKE 描述 I²C时钟频率 停止与起始条件之间的总线空闲时间 重复起始条件的保持时间 重复起始条件的建立时间 停止条件的建立时间 数据保持时间 数据建立时间 SCL时钟低电平持续时间 SCL时钟高电平持续时间 SCL/SDA上升时间 SCL/SDA下降时间 输入滤波器必须抑制的电压尖峰脉冲宽度 Rev. A | Page 28 of 56 P S 08439-165 SCL AD9523 SPI串行端口操作 引脚描述 SCLK(串行时钟)是串行移位时钟，此引脚为输入。SCLK用 来使串行控制端口的读写操作同步。写入数据位记录在该 时钟的上升沿，读出数据位记录在下降沿。此引脚由一个 40 kΩ电阻内部下拉至地。 SDIO(串行数据输入/输出)是一个两用引脚，既可以仅用作 输入(单向模式)，也可以同时用作输入和输出(双向模 式）。AD9523默认采用双向I/O模式。 SDO(串行数据输出)仅用于单向I/O模式，作为回读数据的 独立输出引脚。SDO始终有效，因此多从机环境不应使用 单向I/O模式。 CS(片选引脚信号)是低电平有效控制，用来选通读写周 期。当CS为高电平时，SDIO处于高阻态。此引脚由一个40 kΩ电阻内部上拉至VDD3_REF。 AD9523 SERIAL CONTROL PORT SDO 08439-034 SDIO/SDA 通信周期—指令加数据 AD9523的通信周期可分为两个部分。第一部分是在前16个 SCLK上升沿将一个16位指令字写入AD9523。该指令字向 AD9523串行控制端口提供有关数据传输(即通信周期的第 二部分)的信息，明确即将发生的数据传输是读操作还是写 操作，数据传输的字节数，以及数据传输中第一个字节的 起始寄存器地址。 写操作 如果指令字定义了一个写操作，则第二部分便是将数据传 输至AD9523的串行控制端口缓冲器。数据位记录在SCLK 的上升沿。 传输长度(1/2/3字节或流模式)由指令字节中的两位(W1和 W0)表示。当传输1、2或3字节(但不是流模式)时，在每个8 位序列之后可以拉高CS，使总线空闲，但最后一个字节之 后除外，此时会结束通信周期。当总线空闲时，如果CS变 为低电平，就会恢复串行传输。在非字节边界上拉高CS引 脚将复位串行控制端口。在写操作期间，流模式不会跳过 保留或空白字节，用户可以向保留寄存器地址写入0x00。 CS SCLK/SCL 在流模式中(见表24)，可以连续流形式传输任意数量的数 据字节，寄存器地址自动递增或递减(见SPI MSB/LSB优先 传输部分)。在传输最后一个字节结束时，必须拉高CS， 从而结束流模式。 图36. 串行控制端口 SPI模式支持单字节和多字节传输，以及MSB优先和LSB优 先传输格式。AD9523串行控制端口可以针对一个双向I/O 引 脚 ( 仅 SDIO) 或 两 个 单 向 I/O引 脚 (SDIO/SDO)配 置 。 AD9523默认采用双向模式。它不支持短指令模式(8位指 令)，仅支持长(16位)指令模式。 由于数据是写入串行控制端口缓冲区，而不是直接写入 AD9523的实际控制寄存器，因此需要额外的操作来将串行 控制端口缓冲内容传输到AD9523的实际控制寄存器，从而 使其有效。更新寄存器操作包括将自清零位IO_Update(寄 存器0x234的位0，见表56)置1。执行更新寄存器操作之 前，可以改变任意数量的数据字节。更新寄存器会同时激 活上次更新以来所有已写入缓冲器的寄存器变化。 要启动对AD9523的写或读操作，须将CS拉低。 读操作 当传输三个或更少字节的数据(加上指令数据)时(见表 24），支持CS空闲高电平模式。在此模式中，CS引脚可以 在任何字节边界上暂时返回高电平，使系统控制器有时间 处理下一个字节。CS仅可以在字节边界上进入高电平；但 它可以在传输的任一阶段(指令或数据)进入高电平。 AD9523仅支持长指令模式。如果指令字定义了一个读操 作，在接下来的N × 8个SCLK周期，数据从指令字所规定 的地址逐个输出，其中N为1至3，由位[W1:W0]确定。如 果N = 4，读操作将为流模式，持续至CS变为高电平。流模 式不会跳过保留或空白寄存器。回读数据在SCLK的下降沿 有效。 SPI工作模式 在此期间，串行控制端口状态机进入等待状态，直到所有 数据发送完毕。如果数据尚未发送完毕，而系统控制器决 定中止传输，必须完成剩余传输，或者使CS返回低电平并 至少保持一个完整的SCLK周期(但少于8个SCLK周期)，使 状态机复位。在非字节边界上拉高CS引脚将终止串行传输 并刷新缓冲器。 Rev. A | Page 29 of 56 AD9523 SPI MSB/LSB优先传输 AD9523串行控制端口的默认模式是双向模式。在双向模式 中，发送数据和回读数据均出现在SDIO引脚上。也可以将 AD9523设置为单向模式。在单向模式中，回读数据出现在 SDO引脚上。 AD9523指令字和字节数据可以是MSB优先或LSB优先。写 入寄存器0x000的任何数据都必须进行镜像：位7镜像到位 0，位6镜像到位1，位5镜像到位2，位4镜像到位3。这使得 LSB优先或MSB优先事实上是一样的。AD9523的默认设置 为MSB优先。 回读请求读取串行控制端口缓冲区或有效寄存器中的数据 (见图37)。 当寄存器0x000的位1和寄存器0x000的位6设置LSB优先时， 它会立即生效，因为这只影响串行控制端口的操作，而不 需要执行更新。 CS SDIO/SDA SERIAL CONTROL PORT 当MSB优先模式有效时，指令和数据字节必须按照从MSB 到LSB的顺序写入。采用MSB优先格式的多字节数据传输 由一个包括高数据字节寄存器地址的指令字节开始。后续 数据字节必须按照从高地址到低地址的顺序传输。在MSB 优先模式下，多字节传输周期每传输一个数据字节，串行 控制端口的内部地址产生器便递减1。 UPDATE REGISTERS SDO ACTIVE REGISTERS BUFFER REGISTERS 08439-035 SCLK/SCL 图37. 串行控制端口缓冲寄存器与有效寄存器之间的关系 SPI指令字(16位) 指令字的MSB为R/W，表示该指令是读操作还是写操作。 接下来的两位([W1:W0])表示传输长度，单位为字节。最 后13位([A12:A0])是读或写操作的起始地址。 当LSB优先模式有效时，指令和数据字节必须按照从LSB到 MSB的顺序写入。采用LSB优先格式的多字节数据传输由 一个包括低数据字节寄存器地址的指令字节开始，其后是 多个数据字节。在多字节传输周期中，每传输一个字节， 串行端口的内部字节地址产生器便递增1。 对于写操作，指令字之后是位[W1:W0]所代表的数据字节 数(见表24)。 如果MSB优先模式有效(默认)，AD9523串行控制端口的寄 存器地址将从刚才向控制寄存器0x000写入多字节I/O操作 的寄存器地址开始递减。如果LSB优先模式有效，串行控 制端口的寄存器地址将从刚才向控制寄存器0x234写入多字 节I/O操作的寄存器地址开始递增。这些操作不会跳过不 用的地址。 表24. 字节传输计数 W1 0 0 1 1 W0 0 1 0 1 传输字节数 1 2 3 流模式 在MSB优先模式中，对于跨过地址0x234或0x000的多字节 访问，SPI内部禁用对后续寄存器的写操作，对后续寄存器 读操作则返回0。 位[A12:A0]选择通信周期数据传输阶段写入或读取的寄存 器地址(寄存器映射范围内)。只需使用位[A11:A0]就能涵 盖AD9523所用的全部0x234寄存器。位A12必须始终为0。 对于多字节传输，此地址是起始字节地址。在MSB优先模 式中，后续字节会递减该地址。 在流模式下，如果跨过地址边界，则传输终止(见表25)。 表25. 流模式(不跳过任何地址) 写入模式 MSB 优先 停止序列 …, 0x001, 0x000, 停止 地址方向 递减 表26. 串行控制端口，16位指令字，MSB优先 MSB I15 I14 I13 I12 I11 I10 I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 LSB R/W W1 W0 A12 = 0 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Rev. A | Page 30 of 56 AD9523 CS SCLK DON'T CARE SDIO DON'T CARE R/W W1 W0 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 16-BIT INSTRUCTION HEADER D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 REGISTER (N) DATA D4 D3 D2 D1 D0 DON'T CARE REGISTER (N – 1) DATA 08439-038 DON'T CARE 表38. 串行控制端口写入：MSB优先，16位指令，双字节数据 CS SCLK DON'T CARE SDIO DON'T CARE R/W W1 W0 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 SDO DON'T CARE REGISTER (N) DATA REGISTER (N – 1) DATA REGISTER (N – 2) DATA REGISTER (N – 3) DATA DON'T CARE 08439-039 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 16-BIT INSTRUCTION HEADER 表39. 串行控制端口读取：MSB优先，16位指令，4字节数据 tDH CS DON'T CARE SDIO DON'T CARE tC tCLK tLOW DON'T CARE R/W W1 W0 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 D4 D3 D2 D1 D0 DON'T CARE 08439-040 SCLK tHIGH tDS tS 表40. 串行控制端口写入：MSB优先，16位指令，时序测量 CS SCLK DATA BIT N 08439-041 tDV SDIO SDO DATA BIT N – 1 图41. 串行控制端口寄存器读取时序图 CS SCLK DON'T CARE A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 W0 W1 R/W D0 D1 D2 D3 D4 16-BIT INSTRUCTION HEADER D5 D6 D7 REGISTER (N) DATA 表42. 串行控制端口写入：LSB优先，16位指令，双字节数据 Rev. A | Page 31 of 56 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 REGISTER (N + 1) DATA D7 DON'T CARE 08439-042 SDIO DON'T CARE DON'T CARE AD9523 tS tC CS tCLK tHIGH SCLK tLOW tDS SDIO BIT N BIT N + 1 图43. 串行控制端口写操作时序 表27. 串行控制端口时序 参数 tDS tDH tCLK tS tC tHIGH tLOW tDV 描述 数据与SCLK上升沿之间的建立时间 数据与SCLK上升沿之间的保持时间 时钟周期 CS下降沿与SCLK上升沿之间的设置时间(通信周期开始) SCLK上升沿与CS上升沿与之间的设置时间(通信周期结束) SCLK应处于逻辑高电平状态的最短时间 SCLK应处于逻辑低电平状态的最短时间 SCLK至有效SDIO和SDO(见图41) Rev. A | Page 32 of 56 08439-043 tDH AD9523 EEPROM操作 AD9523内置一个EEPROM(非易失性存储器)。用户可以对 EEPROM进行编程，以创建并在断电时存储用户自定义寄 存器设置文件。此设置文件可以用来提供上电和芯片复位 时的默认设置。EEPROM大小为512字节。控制EEPROM操 作的EEPROM寄存器说明参见表57和表58。 在数据传输过程中，一般无法通过串行端口访问写入和读 取寄存器，但有一个回读位Status_EEPROM(寄存器0xB00 的位0)例外。 在SPI模式下，为了通过串行端口确定数据传输状态，用户 可以读取Status_EEPROM位的值(1表示数据传输进行中，0 表示数据传输已完成)。 在I C模式下，用户可以通过外部I C主机寻址AD9523从机 端口(向AD9523发送一个地址字节)。如果AD9523以不应答 位回应，则说明未接收到数据传输。如果AD9523以应答位 回应，则说明数据传输过程已完成。用户可以监控 Status_EEPROM位 ， 或 者 通 过 寄 存 器 0x232的 位 4设 置 STATUS0引脚来监控数据传输状态(见表54)。 2 2 写入EEPROM 无法直接通过串行端口接口对EEPROM进行编程。要对 EEPROM进行编程并存储寄存器设置文件，请按照下述步 骤操作： 1. 2. 3. 将AD9523寄存器设置为所需的电路状态。如果用户希 望PLL2在上电后自动锁定，则校准VCO位(寄存器 0x0F3的位1)必须置1。这样，VCO校准就会在寄存器 加载后自动启动。注意，在VCO校准期间必须存在有 效的输入参考信号。 如有必要，设置EEPROM缓冲寄存器(参见“EEPROM缓 冲段编程”部分)。仅在下列情况下才需要执行此步 骤：用户希望使用EEPROM来控制AD9523一些（但不 是全部）寄存器的默认设置，或者用户希望在上电或 芯片复位期间控制寄存器设置更新序列。 将使能EEPROM写入位(寄存器0xB02的位0)置1，使能 EEPROM。 4. 将REG2EEPROM位(寄存器0xB03的位0)置1。 5. 将IO_Update位(寄存器0x234的位0)置1，启动写入数据 到EEPROM以创建EEPROM设置文件的过程。这样， EEPROM控制器将把当前寄存器值、存储器地址和指 令字节从EEPROM缓冲段传输到EEPROM。写入过程 完成后，内部控制器将REG2EEPROM位重置为0。 Status_EEPROM寄存器(寄存器0xB00)的位0用于指示 EEPROM与控制寄存器之 间的数据传输状态(1表示数据传输进行中，0表示数据传输 已 完 成 )。 在 数 据 传 输 开 始 时 ， EEPROM控 制 器 将 Status_EEPROM位 置 1， 数 据 传 输 结 束 时 清 0。 当 STATUS0引脚被设置为监控Status_EEPROM位的状态 时 ， 用 户 可 以 通 过 S TAT U S 0 引 脚 访 问 Status_EEPROM。 或 者 ， 用 户 也 可 以 直 接 监 控 Status_EEPROM位。 6. 当数据传输完成时 ( St atus _EEPROM = 0 )，将使能 EEPROM写入位(寄存器0xB02的位0)置1。如果将使能 EEPROM写入位清0，则会禁用对EEPROM的写操作。 为确保数据传输已正确完成，验证EEPROM数据错误位(寄 存器0xB01的位0)是否为0。如果此位的值为1，则说明数据 传输发生错误。 读取EEPROM 下列复位相关事件可以启动将EEPROM中存储的设置恢复 到控制寄存器的过程。当EEPROM_SEL引脚被拉高 时，下列任一操作都会启动EEPROM读操作： • • AD9523上电。 将RESET引脚拉低后释放RESET，以执行硬件芯片复 位。 • 将自清零软件复位位(寄存器0x000的位5)置1。 当EEPROM_SEL引脚被拉低时，将自清零Soft_EEPROM位 (寄存器0xB02的位1)置1。AD9523随后便会启动对EEPROM 的 读 操 作 ， 并 将 读 取 值 载 入 AD9523寄 存 器 。 如 果 EEPROM_SEL引 脚 在 复 位 或 上 电 期 间 为 低 电 平 ， 则 EEPROM无效，AD9523转而加载默认值。 如果使用EEPROM自动加载AD9523寄存器值并锁定PLL， 则在将寄存器值写入EEPROM时，校准VCO位(寄存器 0x0F3的位1)必须置1。这样，VCO校准就会在寄存器加载 后自动启动。在VCO校准期间必须存在有效的输入参考信 号。 为确保数据传输已正确完成，验证EEPROM数据错误位(寄 存器0xB01的位0)是否为0。如果此位的值为1，则说明数据 传输发生错误。 EEPROM缓冲段编程 EEPROM缓冲段是一个寄存器空间，在EEPROM编程期 间，它允许用户指定将哪些寄存器组存储到EEPROM。一 般而言，用户无需对此段进行编程。EEPROM缓冲段的上 电默认值允许用户将寄存器0x000到寄存器0x234的所有寄 存器值存储到EEPROM。 Rev. A | Page 33 of 56 AD9523 例如，如果用户只想从EEPROM加载输出驱动器设置，而 不想触及EEPROM中当前存储的PLL寄存器设置，则可以 修改EEPROM缓冲段，使得仅包括适用于输出驱动器的寄 存器，而排除适用于PLL配置的寄存器。 EEPROM缓冲段分为两个部分：寄存器段定义组和操作代 码。每个寄存器段定义组都包含起始地址和要写入 EEPROM的字节数。 如果AD9523寄存器映射从地址0x000到地址0x234是连续 的，则只会有一个寄存器段定义组，其起始地址为 0x000，长度为563字节。但是，事实并非如此。AD9523 寄存器映射不是连续的，而且EEPROM只有512字节长。 因此，寄存器段定义组告知EEPROM控制器AD9523寄存 器映射是如何分段的。 操 作 代 码 有 三 个 ： IO _ Up d ate 、 e n d - of - d at a 和 pseudo-end-of-data。必须保证EEPROM缓冲段总是有一个 e nd - of -d at a或 p s e u d o - e nd -of -d at a操 作 代 码 ， 并 且 IO_Update操作代码至少在end-of-data操作代码之前出现 一次。 寄存器段定义组 寄存器段定义组用于定义EEPROM结构的连续寄存器段。 它由三个字节组成。第一个字节定义该组有多少连续的寄 存器字节。如果用户将0x000写入第一个字节，则说明该 组仅有一个字节。如果用户写入0x001，则说明该组有两 个字节。一组最多可以包括128个寄存器。 后两个字节是该组第一个寄存器的存储器地址(16位)的低 位字节和高位字节。 IO_Update(操作代码0x80) EEPROM控制器利用此操作代码产生IO_Update信号，以 便在下载过程中用缓冲寄存器组更新活动控制寄存器组。 在最后一个寄存器段定义组结束后，至少应有一个 IO_Update操作代码。这样在读取EEPROM时，当AD9523 的所有寄存器都加载完成后，至少会发生一次 IO_Update。如果在写入EEPROM期间不存在此操作代 码，则从EEPROM加载的寄存器值不会传输到活动寄存器 空间，而且这些值在从EEPROM加载到AD9523之后不会 生效。 End-of-Data(操作代码0xFF) 在上传和下载过程中，EEPROM控制器使用此操作代码终 止EEPROM与控制寄存器之间的数据传输过程。EEPROM 缓冲段中的最后一项应当是此操作代码或pseudo-end-ofdata操作代码。 Pseudo-End-of-Data(操作代码0xFE) AD9523 EEPROM缓冲段长23字节，最多可以容纳7个寄存 器段定义组。如果用户希望定义7个以上的寄存器段定义 组，则可以使用pseudo-end-of-data操作代码。在上传过程 中，当EEPROM控制器接收到pseudo-end-of-data操作代码 时，它会暂停数据传输过程，将REG2EEPROM位(寄存器 0xB03的位0)清零，并使能AD9523串行端口。然后，用户 可 以 再 次 对 EEPROM缓 冲 段 进 行 编 程 ， 并 将 REG2EEPROM位和IO_Update位(寄存器0x234的位0)置1， 重 新 启 动 数 据 传 输 过 程 。 内 部 I 2 C主 机 随 后 开 始 写 入 EEPROM，从最后写入操作保持的EEPROM地址开始。 该序列能够克服EEPROM缓冲段的大小限制，支持将更多 离散指令写入EEPROM。它还允许用户多次写入同一寄存 器，每次写入不同的值。 表28. EEPROM缓冲段示例 Register Address (Hex) Bit 7 (MSB) Start EEPROM Buffer Segment 0xA00 0 0xA01 0xA02 0xA03 0 0xA04 0xA05 0xA06 0 0xA07 0xA08 0xA09 0xA0A Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 第一组寄存器的字节数(位[6:0]） 第一组寄存器的地址(位[15:8]） 第一组寄存器的地址(位[7:0]） 第二组寄存器的字节数(位[6:0]） 第二组寄存器的地址(位[15:8]） 第二组寄存器的地址(位[7:0]） 第三组寄存器的字节数(位[6:0]） 第三组寄存器的地址(位[15:8]） 第三组寄存器的地址(位[7:0]） IO_Update操作代码(0x80) End-of-data操作代码(0xFF) Rev. A | Page 34 of 56 Bit 1 Bit 0 (LSB) AD9523 功耗与散热考虑 AD9523是一款多功能高速器件，适合许多不同类型的时钟 应用。该器件所包含的众多创新特性消耗的功率越来越 多。如果在最高频率和最高功耗模式下使能所有输出，器 件的热工作条件可能会超出安全范围。仔细分析和考虑功 耗与散热管理是成功应用AD9523的关键。 AD9523的额定工作温度范围为–40°C至+85°C工业温度范 围。不过，这一规格是有条件的，即不得超过表16所规定 的绝对最大结温。当工作温度很高时，必须特别小心，避 免超过最大结温而导致器件受损。 时钟速度和驱动器模式 时钟速度直接并线性地影响着器件的总功耗，从而影响 结温。表3的增量功耗参数下列出了两种工作频率。对于 表中未列出的频率，使用线性插值法足以估算出近似功 耗值。为散热考虑而计算功耗时，应当去除100 Ω电阻的 功耗。表2中的数据已经去除该功耗。如果使用典型工作 特性部分所提供的电流与频率关系图，则必须利用下式 扣除负载的功耗： 差分输出电压摆幅2 100 Ω 许多因素都会影响器件的工作结温，包括： • • • • 工作条件评估 选定的驱动器工作模式 输出时钟速度 电源电压 环境温度 对于给定的一组工作条件，这些因素共同决定AD9523的结 温。 AD9523对环境温度(TA)做了规定。为确保TA不超过范围， 可以使用气流源。 通过下式可确定应用PCB上的结温： TJ = TCASE + (ΨJT × PD) 表29. 温度梯度示例 其中： TJ为结温(°C)。 描述 示例1 TCASE为壳温(°C)，由用户在封装的顶部中央测量。 ΨJT值通过表17查找。 基本典型配置 输出驱动器 输出驱动器 PD为AD9523的功耗。 θJA值供封装比较和PCB设计考虑时使用。θJA可用在下式中 对TJ进行一阶估算： TJ = TA + (θJA × PD) 评估工作条件的第一步是确定AD9523内部的最大功耗 (PD)。最大功耗PD不包括驱动器负载电阻的功耗，因为 该功耗是器件的外部功耗。要计算所需配置下的总功 耗，应使用表3所列的功耗规格。在表3中，基本典型配 置参数对应的功耗为428 mW，它包括一路LVPECL输出 (122.88 MHz)。对于表3未列出的工作频率，请利用典型 工作特性部分的电流与频率和驱动器模式关系图计算功 耗，然后增加20%以获得最大功耗。去除负载电阻的功 耗可以获得AD9523的内部最精确功耗。表29列出了两个 不同示例相对于基本功耗配置的增量功耗。 . θJC值是在需要外部散热器时，供封装比较和PCB设计考虑 时使用。 频率(MHz) 总功耗 Rev. A | Page 35 of 56 最大功耗(mW) 428 6 × LVPECL 6 × LVDS 122.88 245.76 总功耗 示例2 基本典型配置 输出驱动器 其中，TA为环境温度(°C)。 模式 330 110 868 428 13 × LVPECL 983.04 2066 2500 AD9523 第二步是功耗乘以热阻，以确定最大功耗梯度。在下面的 例子中，我们使用热阻θJA = 20.1°C/W。 示例1 (868 mW × 20.1°C/W) = 17.4°C 散热增强型封装安装指南 欲了解有关安装带裸露焊盘器件的更多信息，请参阅应用 笔记AN-772：“引脚架构芯片级封装(LFCSP)设计与制造指 南”。 当环境温度为85°C时，结温为： TJ = 85°C + 17.4°C = 102°C 该结温低于最大容许结温。 示例2 (2500 mW × 20.1°C/W) = 50.2°C 当环境温度为85°C时，结温为： TJ = 85°C + 50°C = 135°C 该结温高于最大容许结温。要在示例2的条件下工作，环 境温度必须低于65°C。 Rev. A | Page 36 of 56 AD9523 控制寄存器 控制寄存器映射 不能用表30中未列出的寄存器地址，写入这些寄存器不起作用。不得改变标示为“保留”的寄存器的值。写入某些位被标示为 “保留”的寄存器时，用户务必将默认值写入保留位。 表30:控制寄存器映射 (MSB) 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 SDO 有效 LSB优先/ 地址递增 软复位 保留 保留 软复位 I2C模式串行端 保留 口配置 保留 软复位 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 地址(十 六进制) 寄存器名称 串行端口配置 0x000 SPI模式串行端 口配置 0x004 回读控制 0x005 0x006 EEPROM 客户版本ID 保留 0x012 0x013 PLL1 REFB R 分频器控制 保留 0x014 PLL1参考测 试分频器 PLL1 保留 PLL1反馈N 分频器控制 保留 保留 保留 保留 PLL1电荷泵 控制 PLL1 电荷泵 三态 0x018 0x019 默认值(十 六进制) LSB优先/ 地址递增 SDO 有效 0x00 软复位 保留 保留 0x00 保留 保留 回读有效 寄存器 0x00 EEPROM客户版本ID[7:0] (LSB) EEPROM客户版本ID[15:8] (MSB) 输入 (PLL1) PLL1 REFA R 0x010 分频器控制 0x011 0x015 0x016 0x017 (LSB) 位0 0x00 0x00 10位REFA R分频器[7:0] (LSB) 10位REFA R分频器[9:8] (MSB) 10位REFB R分频器[7:0] (LSB) 10位REFB R分频器[9:8] (MSB) REF_TEST 分频器 保留 保留 保留 10位PLL1反馈分频器[7:0] (LSB) 保留 保留 保留 保留 使能反冲防 回差脉冲宽 度的SPI控制 0x00 0x00 0x00 保留 保留 10位PLL1反馈分频器[9:8] (MSB) PLL1电荷泵控制 保留 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x0C 反冲防回差 脉冲宽度控制 PLL1电荷泵模式 0x00 0x01A PLL1 输入接收器 控制 REF_TEST 输入 接收器 使能 REFB 差分 接收器 使能 REFA 差分 接收器 使能 REFB 接收器 掉电 REFA 接收器 掉电 输入REFA 、REFB 接收器 掉电 控制使能 OSC_IN 单端接收器 模式使能 (CMOS模式) OSC_IN 差分接收器 模式使能 0x00 0x01B REF_TEST、 REFA、REFB 和ZD_IN控制 旁路 REF_TEST 分频器 旁路 反馈分频器 零延迟模式 PLL1 的OSC_IN 信号反馈 ZD_IN 单端 接收器 模式 使能 (CMOS 模式） ZD_IN 差分 接收器 模式使能 REFB 单端 接收器 模式使能 (CMOS模式) REFA 单端 接收器 模式使能 (CMOS模式) 0x00 0x01C PLL1 其它控制 使能 REFB R分频器 独立分频 控制 当参考 时钟 故障时， OSC_CTRL 控制电压 变为VCC/2 保留 旁路 REFB R分频器 旁路REFA R 分频器 0x00 参考选择模式 Rev. A | Page 37 of 56 AD9523 地址(十 寄存器名称 六进制） 0x01D 输出PLL (PLL2) 0x0F0 PLL2电荷 泵控制 0x0F1 PLL2 反馈N 分频器 控制 0x0F2 PLL2 控制 0x0F3 VCO control 0x0F4 VCO分频器 控制 0x0F5 PLL2环路 滤波器控制 (9位) 0x0F6 0x0F9 保留 时钟分配 0x190 通道0 控制 0x191 0x192 0x193 0x194 0x195 0x196 0x197 0x198 0x199 0x19A 0x19B 0x19C 0x19D 0x19E 0x19F 0x1A0 0x1A1 (MSB) 位7 保留 位6 保留 位5 保留 位4 保留 位3 位2 B计数器 A计数器 PLL2 锁定 检测器 掉电 保留 保留 使能 倍频器 使能反冲 防回差脉 冲宽 保留 保留 当PLL2 解锁时， 强制 释放分配同步 视参 考有效 保留 保留 保留 保留 VCO 分频器 掉电 极点2电阻(RPOLE2) 校准VCO (非自清零) 极点1电容(CPOLE1) 0x00 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 分频器 输出反相 忽略同步 通道掉电 低功耗模式 通道掉电 低功耗模式 分频器 输出反相 忽略同步 通道掉电 低功耗模式 分频器 输出反相 忽略同步 通道掉电 低功耗模式 分频器 输出反相 忽略同步 通道掉电 低功耗模式 分频器 输出反相 忽略同步 通道掉电 低功耗模式 旁路内部 RZERO电阻 保留 驱动器模式 Rev. A | Page 38 of 56 0x00 0x00 0x00 驱动器模式 0x1F 0x04 0x20 10位通道分频器[9:8] (MSB) 驱动器模式 0x1F 0x04 0x00 10位通道分频器[9:8] (MSB) 10位通道分频器[9:8] (MSB) 驱动器模式 10位通道分频器[9:8] (MSB) 驱动器模式 10位通道分频器[9:8] (MSB) 驱动器模式 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 0x00 0x00 保留 忽略同步 保留 0x03 VCO分频器 保留 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道5 控制 强制 VCO在 中点频率 工作 零点电阻(RZERO) 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道4 控制 PLL2电荷泵模式 反冲防回差 脉冲宽度控制 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道3 控制 0x04 保留 分频器 输出反相 默认值(十 六进制） 0x00 0x00 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道2 控制 (LSB) 位0 PLL2电荷泵控制 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道1 控制 位1 PLL1环路滤波器RZERO 10位通道分频器[9:8] (MSB) 0x1F 0x04 0x20 0x1F 0x04 0x00 0x1F 0x04 0x20 0x1F 0x04 AD9523 地址(十 寄存器名称 六进制） 通道6 0x1A2 控制 0x1A3 0x1A4 0x1A5 0x1A6 0x1A7 0x1A8 0x1A9 0x1AA 0x1AB 0x1AC 0x1AD 0x1AE 0x1AF 0x1B0 0x1B1 0x1B2 0x1B3 0x1B4 0x1B5 0x1B6 0x1B7 0x1B8 0x1B9 0x1BA 通道7 控制 通道8 控制 通道9 控制 通道10 控制 (MSB) 位7 分频器 输出反相 分频器 输出反相 分频器 输出反相 分频器 输出反相 分频器 输出反相 位5 通道掉电 忽略同步 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道掉电 低功耗模式 10位通道分频器[9:8] (MSB) 驱动器模式 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 10位通道分频器[9:8] (MSB) 位3 位2 位1 驱动器模式 分频器 输出反相 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道掉电 低功耗模式 10位通道分频器[9:8] (MSB) 驱动器模式 0x1F 0x04 0x20 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 10位通道分频器[9:8] (MSB) 忽略同步 忽略同步 通道掉电 低功耗模式 低功耗模式 驱动器模式 通道掉电 10位通道分频器[9:8] (MSB) 低功耗模式 驱动器模式 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道12 控制 通道13 控制 分频器 输出反相 分频器 输出反相 忽略同步 通道掉电 忽略同步 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道掉电 低功耗模式 10位通道分频器[9:8] (MSB) 驱动器模式 0x1F 0x04 0x20 10位通道分频器[9:8] (MSB) 输出PLL1输出 0x1F 0x04 0x00 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 保留 PLL1输出 CMOS驱动器 强度 保留 保留 VCXO 时钟路 由至通道 3分频器 输入 VCXO 时钟路 由至通道 2分频器 输入 VCXO 时钟路 由至通道 1分频器 输入 VCXO 时钟路 由至通道 0分频器 输入 保留 PLL1输出 通道控制 PLL1输出 驱动器 掉电 保留 回读 0x22C 回读1 PLL2参考 时钟状态 PLL2参考 时钟状态 VCXO状态 REF_TEST状态 REFB状态 REFA状态 锁定检测PLL2 锁定检测PLL1 0x22D 回读2 保留 保留 保留 保留 保持有效 所选参考 (自动 模式下) 保留 VCO 校准进行中 0x22E 0x22F 回读3 回读4 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 Rev. A | Page 39 of 56 0x1F 0x04 0x20 驱动器模式 低功耗模式 保留 Reserved 0x1F 0x04 0x00 0x1F 0x04 0x00 10位通道分频器[9:8] (MSB) PLL1输出 控制 0x1BB 0x1F 0x04 0x20 驱动器模式 通道掉电 10位通道分频器[7:0] (LSB) 分频器相位[5:0] 通道11 控制 默认值(十 六进制） 0x00 0x1F 0x04 0x00 忽略同步 忽略同步 位4 低功耗模式 (LSB) 位0 位6 忽略同步 0x80 AD9523 地址(十 寄存器名称 六进制） Other 状态信号 0x230 0x231 0x232 (MSB) 位7 位6 保留 保留 保留 0x233 保留 掉电控制 0x234 更新所有 寄存器 EEPROM缓冲器 EEPROM 0xA00 缓冲段寄存器 0xA01 1到EEPROM 缓冲段寄存器3 0xA02 0xA03 0xA04 0xA05 0xA06 0xA07 0xA08 0xA09 0xA0A 0xA0B 0xA0C 0xA0D 0xA0E 0xA0F 0xA10 0xA11 0xA12 0xA13 0xA14 0xA15 EEPROM缓冲 段寄存器4到 EEPROM缓冲 段寄存器6 EEPROM缓冲 段寄存器7到 EEPROM缓冲 段寄存器9 EEPROM缓冲 段寄存器10到 EEPROM缓冲 段寄存器12 EEPROM缓冲 段寄存器13到 EEPROM缓冲 段寄存器15 EEPROM缓冲 段寄存器16到 EEPROM缓冲 段寄存器18 EEPROM缓冲 段寄存器19到 EEPROM缓冲 段寄存器21 EEPROM缓冲 段寄存器22 位5 位4 位3 位2 保留 保留 保留 保留 状态监控器0控制 状态监控器1控制 使能STATUS0 STATUS1 STATUS0 引脚上的 引脚 引脚 Status_EEPROM 分频器 分频器 使能 使能 保留 保留 保留 保留 保留 PLL1 掉电 位1 (LSB) 位0 默认值(十 六进制） 0x00 0x00 0x00 保留 同步分频器 (手动控制） 0: 同步信号 无效 1: 分频器 处于同步状态 (与拉低SYNC 引脚相同） PLL2 掉电 分配掉电 0x07 IO_Update 0x00 指令(数据)[7:0](串行端口配置寄存器) 0x00 寄存器地址高位字节(串行端口配置寄存器) 0x00 寄存器地址低位字节(串行端口配置寄存器) 0x00 指令(数据)[7:0](回读控制寄存器) 0x02 寄存器地址高位字节(回读控制寄存器) 0x00 寄存器地址低位字节(回读控制寄存器) 0x04 指令(数据)[7:0](PLL段) 0x0E 寄存器地址高位字节(PLL段） 0x00 寄存器地址低位字节(PLL段） 0x10 指令(数据)[7:0](PECL/CMOS输出段） 0x0E 寄存器地址高位字节(PECL/CMOS输出段） 0x00 寄存器地址低位字节(PECL/CMOS输出段） 0xF0 指令(数据)[7:0](分频器段） 0x2B 寄存器地址高位字节(分频器段） 0x01 寄存器地址低位字节(分频器段） 0x90 指令(数据)[7:0](时钟输入和REF段） 0x01 寄存器地址高位字节(时钟输入和REF段） 0x01 寄存器地址低位字节(时钟输入和REF段） 0xE0 指令(数据)[7:0](其它段） 0x03 寄存器地址高位字节(其它段） 0x02 寄存器地址低位字节(其它段） 0x30 I/O更新 Rev. A | Page 40 of 56 0x80 AD9523 地址(十 寄存器名称 六进制） 0xA16 EEPROM 缓冲段 寄存器23 EEPROM控制 0xB00 Status_ EEPROM (只读) 0xB01 EEPROM 错误校验 回读(只读） 0xB02 0xB03 EEPROM 控制1 EEPROM 控制 2 (MSB) 位7 位6 位5 位4 位3 数据结束 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 Soft_EEPROM 保留 保留 保留 保留 保留 保留 保留 Rev. A | Page 41 of 56 位2 位1 (LSB) 位0 默认值(十 六进制） 0xFF Status_ EEPROM (只读） EEPROM 数据错误 (只读） 0x00 使能 EEPROM写入 REG2EEPROM 0x00 0x00 0x00 AD9523 控制寄存器映射位功能描述 串行端口配置(地址0x000至地址0x006) 表31. SPI模式串行端口配置 地址 0x000 0x004 位 7 位名称 SDO有效 6 LSB优先/ 地址递增 5 软复位 4 [3:0] 保留 镜像[7:4] 0 回读 有效寄存器 描述 选择单向或双向数据传输模式。I2C模式下忽略此位。 0: SDIO引脚用于读和写；SDO为高阻态(默认）。 1: SDO用于读取；SDIO用于写入；单向模式。 SPI MSB或LSB数据方向。I2C模式下忽略此位。 0: 数据以MSB优先方向；递减寻址(默认)。 1: 数据以LSB优先方向；递增寻址。 软复位。 1(自清零)：软复位；恢复内部寄存器的默认值。 保留。 位[3:0]应当始终是位[7:4]的镜像，这样器件处于MSB优先模式还是LSB优先模式都无所谓(参见寄 存器0x000的位6)。按如下方式设置各个位： 位0 = 位7。 位1 = 位6。 位2 = 位5。 位3 = 位4。 对于缓冲寄存器，串行端口回读实际(有效)寄存器，而不是缓冲器。 0(默认)：读取当前应用于器件内部逻辑的值。 1: 读取缓冲值，在下一次置位I/O更新时生效。 2 表32. I2C模式串行端口配置 地址 0x000 0x004 位 [7:6] 5 位名称 保留 软复位 描述 保留。 软复位。 1(自清零)：软复位；恢复内部寄存器的默认值。 4 [3:0] 保留 镜像[7:4] 保留。 0 回读有效 寄存器 对于缓冲寄存器，串行端口回读实际(有效)寄存器，而不是缓冲器。 0(默认)：读取当前应用于器件内部逻辑的值。 1: 读取缓冲值，在下一次置位I/O更新时生效。 位[3:0]应当始终是位[7:4]的镜像。按如下方式设置各个位： 位0 = 位7。 位1 = 位6。 位2 = 位5。 位3 = 位4。 表33. EEPROM客户版本ID 地址 0x005 位 [7:0] 0x006 [7:0] 位名称 EEPROM 客户版本ID (LSB) EEPROM 客户版本ID (LSB) 描述 16位EEPROM ID的位[7:0]。此寄存器与寄存器0x006结合使用，允许用户存储一个唯一ID，以识 别EEPROM中存储何种版本的AD9523寄存器设置。它对AD9523的操作无任何影响(默认值：0x00)。 16位EEPROM ID的位[15:8]。此寄存器与寄存器0x005结合使用，允许用户存储一个唯一ID，以识 别EEPROM中存储何种版本的AD9523寄存器设置。它对AD9523的操作无任何影响(默认值：0x00)。 Rev. A | Page 42 of 56 AD9523 输入PLL (PLL1)(地址0x010至地址0x01D) 表34. PLL1 REFA R分频器控制 地址 0x010 位 [7:0] 0x011 [1:0] 位名称 REFA R分频器 描述 10位REFA R分频器的位[7:0] (LSB)。 1分频至1023分频。00000000, 00000001: 1分频。 10位REFA R分频器的位[9:8] (MSB)。 表35. PLL1 REFB R分频器控制1 地址 0x012 位 [7:0] 0x013 [1:0] 1 位名称 REFA R分频器 描述 10位REFA R分频器的位[7:0] (LSB)。 1分频至1023分频。00000000, 00000001: 1分频。 10位REFA R分频器的位[9:8] (MSB)。 对于独立于REFA分频的分频，要求寄存器0x01C的位7 = 1。 表36. PLL1参考测试分频器 地址 0x014 位 [7:6] [5:0] 位名称 保留 REF_TEST分频器 描述 保留 6位参考测试分频器。 1分频至63分频。000000, 000001: 1分频。 位名称 保留 描述 保留 表37. PLL1保留 地址 0x015 位 [7:0] 表38. PLL1反馈N分频器控制 地址 0x016 0x017 位 [7:0] 位名称 PLL1反馈N分频器控制(N_PLL1) [1:0] 描述 10位反馈分频器的位[7:0] (LSB)。 1分频至1023分频。00000000, 00000001: 1分频。 10位反馈分频器的位[1:0] (MSB)。 表39. PLL1电荷泵控制 地址 位 位名称 描述 0x018 7 [6:0] PLL1电荷泵三态 PLL1电荷泵控制 0x019 [7:5] 4 保留 使能反冲防回差脉冲宽度的 SPI控制 使PLL1电荷泵处于三态。 这些位设置PLL1电荷泵电流的幅度。步长约为0.5 μA，满量程幅度约为63.5 μA。 保留。 控制寄存器0x019位[3:2]的功能。 0(默认): 器件自动控制反冲防回差周期。 1: 反冲防回差周期由寄存器0x019的位[3:2]定义。 控制PFD反冲防回差周期。 [3:2] 反冲防回差脉冲宽度控制 [1:0] PLL1电荷泵模式 00(默认): 最短。 01: 低。 10: 高。 11: 最长。 只有寄存器0x019的位4 = 1， 这些位才有效。 控制PLL1电荷泵的模式。 00: 三态。 01: 增强。 10: 减弱。 11(默认): 正常。 Rev. A | Page 43 of 56 AD9523 表40. PLL1输入接收器控制 地址 0x01A 位 7 位名称 REF_TEST输入接收器使能 6 REFB差分接收器使能 5 REFA差分接收器使能 4 REFB接收器掉电 3 REFA接收器掉电 2 输入REFA和REFB接收器掉电 控制使能 1 OSC_IN 单端接收器模式使能 (CMOS模式) 0 OSC_IN差分接收器模式使能 描述 1: 使能。 0: 禁用(默认)。 1: 差分接收器模式。 0: 单端接收器模式(同时取决于寄存器0x01B的位1)(默认)。 1: 差分接收器模式。 0: 单端接收器模式(同时取决于寄存器0x01B的位0)(默认)。 REFB掉电控制模式(仅当位2 = 1时)。 1: REFB接收器掉电。 0: 正常工作。 REFA掉电控制模式(仅当位2 = 1时)。 1: REFA接收器掉电。 0: 正常工作。 使能REFA和REFB输入接收器的掉电控制。 1: 掉电控制使能。 0: 两个接收器均使能(默认)。 选择单端接收器模式(寄存器0x01A的位0 = 0)下使能哪一个单端 输入引脚。 1: 选择振荡器输入的负接收器(OSC_IN引脚）。 0: 选择振荡器输入的正接收器(OSC_IN引脚)(默认）。 1: 差分接收器模式。 0: 单端接收器模式(同时取决于位1)(默认）。 表41. REF_TEST、REFA、REFB和ZD_IN控制 地址 位 0x01B 7 位名称 旁路REF_TEST分频器 6 旁路反馈分频器 5 零延迟模式 4 PLL1的OSC_IN信号反馈 描述 将分频器置于旁路模式(与分频器字设为0或1相同）。 1: 分频器处于旁路模式(1分频）。 0: 分频器正常工作。 将分频器置于旁路模式(与分频器字设为0或1相同）。 1: 分频器处于旁路模式(1分频）。 0: 分频器正常工作。 当寄存器0x01B的位4 = 0时，选择所用的零延迟模式(通过ZD_IN引脚)。其它情况 下忽略此位。 1: 内部零延迟模式。零延迟接收器掉电。使用来自分配分频器通道0的内部零延 迟路径。 0: 外部零延迟模式。使能ZD_IN接收器。 控制输入PLL反馈路径，OSC_IN接收器的本地反馈或零延迟模式。 1: OSC_IN接收器输入用于输入PLL反馈(非零延迟模式）。 0: 使能零延迟模式（同时取决于寄存器0x01B的位4，以便选择零延迟路径）。 3 ZD_IN 单端接收器模式使能 （CMOS模式） 选择单端接收器模式(寄存器0x01B的位2 = 0)下使能哪一个单端输入引脚。 1: ZD_IN 引脚使能。 0: ZD_IN引脚使能。 2 ZD_IN差分接收器模式使能 1 REFB 单端接收器模式使能 （CMOS模式） 1: 差分接收器模式。 0: 单端接收器模式(同时取决于寄存器0x01B的位3）。 选择单端接收器模式（寄存器0x01A的位6 = 0）下使能哪一个单端输入引脚。 1: REFB 引脚使能。 0: REFB引脚使能。 0 REFA 单端接收器模式使能 （CMOS模式） 选择单端接收器模式(寄存器0x01A的位5 = 0)下使能哪一个单端输入引脚。 1: REFA 引脚使能。 0: REFA引脚使能。 Rev. A | Page 44 of 56 AD9523 表42. PLL1其它控制 地址 0x01C 位 7 位名称 使能REFB R分频器 独立分频控制 描述 6 当参考时钟故障时， OSC_CTRL控制电压变为VCC/2 当反馈或输入时钟发生故障时，高电平设置会使OSC_CTRL控制电压变 为中间电源电压；低电平设置会使电荷泵输出处于三态。 1: OSC_CTRL控制电压变为VCC/2。 0: OSC_CTRL控制电压跟踪三态(高阻抗)电荷泵(通过缓冲器)。 5 [4:2] 保留 参考选择模式 保留。 设置REFA、REFB模式选择(默认值 = 000）。 1: REFB R分频器由寄存器0x012和寄存器0x013控制。 0: REFB R分频器使用与REFA R分频器相同的设置(寄存器0x010和寄存器 0x011)。为使环路保持锁定，REFA和REFB输入频率必须相同。 REF_SEL 引脚 X1 X1 X1 X1 0 1 1 1 旁路REFB R分频器 0 旁路REFA R分频器 位4 0 0 0 0 1 1 位3 0 0 1 1 X1 X1 位2 0 1 0 1 X1 X1 X X 描述 非恢复式：继续使用REFB。 恢复使用REFA。 选择REFA。 选择REFB。 REF_SEL引脚 = 0(低电平)：REFA。 REF_SEL引脚 = 1(高电平)：REFB。 将分频器置于旁路模式(与分频器字设为0或1相同）。 1: 分频器处于旁路模式(1分频）。 0: 分频器正常工作。 将分频器置于旁路模式(与分频器字设为0或1相同）。 1: 分频器处于旁路模式(1分频）。 0: 分频器正常工作。 X = 无关。 表43. PLL1其它控制 地址 0x01D 位 [7:4] [3:0] 位名称 保留 PLL1环路滤波器RZERO 描述 保留。 设置零点电阻RZERO的值。 位3 位2 位1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 Rev. A | Page 45 of 56 位0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 RZERO值(kΩ) 883 677 341 135 10 10 10 10 使用外部电阻 AD9523 输出PLL (PLL2)(地址0x0F0至地址0x0F6） 表44. PLL2电荷泵控制 地址 0x0F0 位 [7:0] 位名称 PLL2电荷泵控制 描述 这些位设置PLL2电荷泵电流的幅度。步长约为3.5 μA，满量程幅度约为900 μA。 表45. PLL2反馈N分频器控制 地址 0x0F1 位 [7:6] [5:0] 位名称 描述 A计数器 B计数器 A计数器字。 B计数器字。 反馈分频器约束条件 B计数器(位[5:0]） B=4 B=5 B=6 B≥7 A计数器(位[7:6]) A=0或 A=1 A=0至A=2 A=0至A=2 A=0至A=3 支持的N分频(4 x B + A) 16, 17 20, 21, 22 24, 25, 26 28, 29 …直至 255 表46. PLL2控制 地址 0x0F2 位 7 位名称 PLL2锁定检测器掉电 描述 控制PLL2锁定检测器的掉电。 1: 锁定检测器掉电。 0: 锁定检测器活动。 默认值 = 0；值必须保持为0。 使能PLL2参考输入频率加倍。 1: 使能。 0: 禁用。 控制寄存器0x0F2位[2:1]的功能。 0(默认): 器件自动控制反冲防回差周期。 1: 反冲防回差周期由寄存器0x0F2的位[2:1]定义。 控制PLL2的PFD反冲防回差周期。 00(默认): 最短。 01: 低。 10: 高。 11: 最长。 只有寄存器0x0F2的位4 = 1，这些位才有效。 6 5 保留 使能倍频器 4 使能反冲防回差脉冲宽度 的SPI控制 [3:2] 反冲防回差脉冲宽度控制 [1:0] PLL2电荷泵模式 控制PLL2电荷泵的模式： 00: 三态。 01: 增强。 10: 减弱。 11(默认): 正常。 位 [7:5] 4 位名称 保留 当PLL2解锁时，强制释放 分配同步 3 视参考有效 2 强制VCO工作在中点频率 1 校准VCO (非自清零) 0 保留 描述 保留。 0(默认): 分配处于同步(静态)，直到输出PLL锁定。然后它自 动释放同步，所有分频器同步。 1: 覆盖PLL2锁定检测器状态；强制从同步中释放分配。 0(默认): 使用PLL1 VCXO指示器决定PLL2的参考时钟何时有 效。 1: 视参考时钟有效，即使PLL1不认为它有效。 选择VCO控制电压功能。 0(默认): VCO正常工作。 1: 强制VCO控制电压变为中间电平。 1: 启动VCO校准(此位非自清零位)。 0: 复位VCO校准。 只有寄存器0x0F3的位0 = 1，该位才有效。 保留。 表47. VCO控制 地址 0x0F3 Rev. A | Page 46 of 56 AD9523 表48. VCO分频器控制 地址 0x0F4 位 [7:4] 3 位名称 保留 VCO分频器掉电 [2:0] VCO分频器 描述 保留。 1: 关断分频器。 0: 正常工作。 注意，VCO分频器连接到所有输出通道。 位2 位1 位0 分频器值 0 0 0 4分频 0 0 1 5分频 0 1 0 6分频 0 1 1 7分频 1 0 0 8分频 1 0 1 9分频 10分频 1 1 0 11分频 1 1 1 表49. PLL2环路滤波器控制 地址 0x0F5 0x0F6 位 [7:6] 位名称 极点2电阻(RPOLE2) [5:3] 零点电阻(RZERO) [2:0] 极点1电容(CPOLE1) [7:1] 0 保留 旁路内部RZERO电阻 描述 位7 0 0 1 1 位6 0 1 0 1 RPOLE2 (Ω) 900 450 300 225 位5 0 0 0 0 1 1 1 1 位4 0 0 1 1 0 0 1 1 位3 0 1 0 1 0 1 0 1 RZERO (Ω) 3250 2750 2250 2100 3000 2500 2000 1850 CPOLE1 (pF) 0 8 16 24 24 32 40 48 位2 位1 位0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 保留。 旁路内部RZERO电阻(RZERO = 0 Ω)。要求使用串联外部零点电阻。该位是环路滤波器控 制寄存器(地址0x0F5和地址0x0F6)的MSB。 Rev. A | Page 47 of 56 AD9523 时钟分配(寄存器0x190至寄存器0x1B9) 表50. 通道0至通道13控制(此表适用于所有14个通道) 地址 0x190 位 7 6 位名称 描述 分频器输出反相 忽略同步 5 通道掉电 4 低功耗模式 (仅限差分模式) 分频器输出时钟的极性反相。 0: 遵从芯片级SYNC信号（默认）。 1: 忽略芯片级SYNC信号。 1: 关断整个通道。 0: 正常工作。 降低差分输出模式(LVDS/LVPECL/HSTL)下的功耗。这可以省电，但性能会受影响。 注意，这不影响输出摆幅和电流，仅影响内部驱动器的功耗。 1: 低强度/低功耗。 0: 正常工作。 [3:0] 驱动器模式 0x191 [7:0] 通道分频器位[7:0] (LSB) 0x192 [7:2] 分频器相位 [1:0] 通道分频器位[9:8] (MSB) 驱动器模式。 位3 位2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 位1 0 0 1 1 0 0 1 位0 0 1 0 1 0 1 0 驱动器模式 三态输出 LVPECL (8 mA) LVDS (3.5 mA) LVDS (7 mA) HSTL-0 (16 mA) HSTL-1 (8 mA) CMOS(两路输出同相） +引脚：相对于分频器输出为(+)相 -引脚：相对于分频器输出为(+)相 0 1 1 1 CMOS(两路输出反相） +引脚：相对于分频器输出为(+)相 -引脚：相对于分频器输出为(-)相 1 0 0 0 CMOS +引脚：相对于分频器输出为(+)相 -引脚：高阻态 1 0 0 1 CMOS +引脚：高阻态 -引脚：相对于分频器输出为(+)相 CMOS 1 0 1 0 +引脚：高阻态 -引脚：高阻态 CMOS(两路输出同相） 1 0 1 1 +引脚：相对于分频器输出为(-)相 -引脚：相对于分频器输出为(-)相 CMOS(两路输出错相） 1 1 0 0 +引脚：相对于分频器输出为(-)相 -引脚：相对于分频器输出为(+)相 CMOS 1 1 0 1 +引脚：相对于分频器输出为(-)相 -引脚：高阻态 CMOS 1 1 1 0 +引脚：高阻态 -引脚：相对于分频器输出为(-)相 三态输出 1 1 1 1 分频比 = 通道分频器位[9:0] + 1。例如，[9:0] = 0为1分频，[9:0] = 1为2分频 ... [9:0] = 1023为1024分频。10位通道分频器的位[7:0] (LSB)。 置位同步后的分频器初始相位，相对于分频器输入时钟(来自VCO分频器输出)。 LSB = 分频器输入时钟周期的½。 相位 = 0：无相位偏移。 相位 = 1：偏移½周期，...... 相位 = 63：偏移31周期。 10位通道分频器的位[9:8] (MSB)。 Rev. A | Page 48 of 56 AD9523 表51. PLL1输出控制(PLL1_OUT，引脚72） 地址 0x1BA 位 [7:5] 4 位名称 保留 PLL1输出CMOS 驱动器强度 [3:0] PLL1输出分频器 描述 保留。 CMOS驱动器强度 1: 弱 0: 强 0000: 1分频 0001: 2分频(默认) 0010: 4分频 0100: 8分频 1000: 16分频 不允许其它输入 表52. PLL1输出通道控制 地址 0x1BB 位 7 [6:4] 3 2 1 0 位名称 描述 PLL1输出驱动器掉电 保留 VCXO时钟路由至 通道3分频器输入 VCXO时钟路由至 通道2分频器输入 VCXO时钟路由至 通道1分频器输入 VCXO时钟路由至 通道0分频器输入 PLL1输出驱动器掉电 保留。 1: 通道使用VCXO时钟。VCXO时钟路由至分频器输入 0: 通道使用VCO分频器输出时钟。 1: 通道使用VCXO时钟。VCXO时钟路由至分频器输入 0: 通道使用VCO分频器输出时钟。 1: 通道使用VCXO时钟。VCXO时钟路由至分频器输入 0: 通道使用VCO分频器输出时钟。 1: 通道使用VCXO时钟。VCXO时钟路由至分频器输入 0: 通道使用VCO分频器输出时钟。 回读(地址0x22C至地址0x22D） 表53. 回读寄存器(回读0和回读1） 地址 0x22C 0x22D 位 7 位名称 PLL2参考时钟状态 6 PLL2反馈时钟状态 5 VCXO状态 4 REF_TEST状态 3 REFB状态 2 REFA状态 1 锁定检测PLL2 0 锁定检测PLL1 [7:4] 3 保留 保持模式激活 2 所选参考(自动模式下) 1 0 保留 VCO校准进行中 描述 1: 正常 0: 关闭/时钟丢失 1: 正常 0: 关闭/时钟丢失 1: 正常 0: 关闭/时钟丢失 1: 正常 0: 关闭/时钟丢失 1: 正常 0: 关闭/时钟丢失 1: 正常 0: 关闭/时钟丢失 1: 锁定 0: 未锁定 1: 锁定 0: 未锁定 保留。 1: 保持模式激活(两个参考均丢失) 0: 正常工作。 所选参考(仅当器件自动选择参考时适 用，例如不采用手动控制模式时) 1: REFB 0: REFA 保留。 1: VCO校准进行中 0: 未进行VCO校准 Rev. A | Page 49 of 56 AD9523 其它(地址0x230至地址0x234） 表54. 状态信号 地址 0x230 位 [7:6] [5:0] 位名称 保留 描述 保留。 状态监控器0控制 位5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 位4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 位3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 位2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 位1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 Rev. A | Page 50 of 56 位0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 多路复用输出 GND PLL1和PLL2均锁定 PLL1锁定 PLL2锁定 两个参考均丢失(REFA和REFB) 两个参考均丢失且PLL2锁定 选择REFB(仅适用于自动选择模式) REFA正常 REFB正常 REF_TEST正常 VCXO正常 PLL1反馈正常 PLL2反馈时钟正常 保留 REFA和REFB正常 所有时钟正常(REF_TEST除外) PLL1反馈2分频 PLL1 PFD降2分频 PLL1 REF 2分频 PLL1 PFD升2分频 GND GND GND GND 注意，010111之后的所有位组合保留。 AD9523 地址 0x231 0x232 位 [7:6] [5:0] [7:5] 4 3 位名称 保留 状态监控器1控制 保留 使能STATUS0引脚上 的Status_EEPROM STATUS1引脚分频器 使能 2 STATUS1引脚分频器 使能 1 0 保留 同步分频器 (手动控制) 描述 保留。 位5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 位4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 位3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 位2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 位1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 位0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 多路复用输出 GND PLL1和PLL2均锁定 PLL1锁定 PLL2锁定 两个参考均丢失（REFA和REFB） 两个参考均丢失且PLL2锁定 选择REFB(仅适用于自动选择模式） REFA正常 REFB正常 REF_TEST正常 VCXO正常 PLL1反馈正常 PLL2反馈时钟正常 保留 REFA和REFB正常 所有时钟正常(REF_TEST除外） GND GND GND GND PLL2反馈2分频 PLL2 PFD降2分频 PLL2 REF 2分频 PLL2 PFD升2分频 注意，010111之后的所有位组合保留。 保留。 在STATUS0引脚上使能EEPROM状态。 1: 使能状态。 在STATUS1引脚上使能4分频，允许在较低频率时(例如PFD输入时钟)查看动态信号。不能 与状态引脚上的直流状态一起使用；当寄存器0x231的位[5:0]设置在000000至001111范围 时，状态引脚为直流状态。 1: 使能。 0: 禁用。 在STATUS0引脚上使能4分频，允许在较低频率时(例如PFD输入时钟)查看动态信号。不能 与状态引脚上的直流状态一起使用；当寄存器0x230的位[5:0]设置在000000至001111范围 时，状态引脚为直流状态。 1: 使能。 0: 禁用。 保留。 置1使分频器同步；清0则释放同步。与拉低SYNC引脚相同。 1: 同步。 0: 正常。 Rev. A | Page 51 of 56 AD9523 表55. 掉电控制 地址 0x233 位 [7:3] 2 位名称 保留 PLL1掉电 1 PLL2掉电 0 分配掉电 描述 保留。 1: 掉电(默认)。 0: 正常工作。 1: 掉电(默认）。 0: 正常工作。 关断分配。 1: 掉电(默认）。 0: 正常工作。 表56. 更新所有寄存器 地址 位 位名称 描述 0x234 [7:1] 0 保留 IO_Update 保留。 此位必须置1，才能在下一个SCLK上升沿将缓冲寄存器的内容传输到有效寄存器。此位 为自清零位，即不需要设置就能恢复为0。 1(自清零)：将所有的有效寄存器更新为缓冲寄存器的内容。 EEPROM缓冲器(地址0xA00至地址0xA16) 表57. EEPROM缓冲段 地址 0xA00 to 0xA16 位 [7:0] 位名称 EEPROM 缓冲段寄存器1到 EEPROM 缓冲段寄存器23 描述 EEPROM缓冲段部分存储需存储读取EEPROM的起始地址和字节数。该寄存器空间不是连 续的，因此，为了存储和检索EEPROM，EEPROM控制器需要知道寄存器空间的起始地址 和字节数。此外，EEPROM控制器使用特殊指令——操作代码(即IO_Update和end-of-data)， 它们也存储在EEPROM缓冲段中。EEPROM缓冲段寄存器的片内默认设置方式如下：在所有 寄存器与EEPROM之间的传输完成后，发出IO_Update指令（参见“EEPROM缓冲段编程” 部分）。 EEPROM控制(地址0xB00至地址0xB03） 表58. Status_EEPROM 地址 0xB00 位 [7:1] 0 位名称 保留 Status_EEPROM (只读) 描述 保留。 该只读位指示读写EEPROM期间，EEPROM与缓冲寄存器段之间的数据传输状态。当寄存 器0x232的位4置1时，STATUS0引脚也可提供此信号。 0: 数据传输已完成。 1: 数据传输未完成。 表59. EEPROM错误校验回读 地址 0xB01 位 [7:1] 0 位名称 保留 EEPROM 数据错误 (只读) 描述 保留。 该只读位指示EEPROM与缓冲器之间的数据传输是否发生错误。 0: 无错误，数据正确。 1: 检测到错误数据。 Rev. A | Page 52 of 56 AD9523 表60. EEPROM控制1 地址 0xB02 位 [7:2] 1 位名称 保留 Soft_EEPROM 0 Enable EEPROM write 描述 保留。 当EEPROM_SEL引脚接低电平时，Soft_EEPROM位置1，即可利用EEPROM中保存的设置复 位AD9523。 1: 用EEPROM设置进行软复位(自清零)。 使能用户写入EEPROM。 0: 使能EEPROM写保护。用户无法写入EEPROM(默认)。 1: 禁用EEPROM写保护。用户可以写入EEPROM。 表61. EEPROM控制2 地址 0xB03 位 [7:1] 0 位名称 保留 REG2EEPROM 描述 保留。 将数据从缓冲寄存器传输到EEPROM(自清零)。 1: 此位置1将启动从缓冲寄存器到EEPROM的数据传输(写过程)；数据传输完毕后，I2C主 机将其复位。 Rev. A | Page 53 of 56 AD9523 外形尺寸 10.00 BSC SQ 0.60 0.42 0.24 0.60 0.42 0.24 55 54 72 1 PIN 1 INDICATOR PIN 1 INDICATOR 9.75 BSC SQ 0.50 BSC 5.45 5.30 SQ 5.15 EXPOSED PAD (BOTTOM VIEW) 0.50 0.40 0.30 1.00 0.85 0.80 0.80 MAX 0.65 TYP 12° MAX 0.30 0.23 0.18 SEATING PLANE 37 36 19 18 8.50 REF 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VNND-4 052709-B TOP VIEW 图44. 72引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ]， 10 mm x 10 mm超薄四方体 (CP-72-6)，尺寸单位：mm 订购指南 型号1 AD9523BCPZ AD9523BCPZ-REEL7 AD9523/PCBZ 1 温度范围 −40°C 至 +85°C −40°C 至 +85°C 封装描述 72引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 72引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 评估板 Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. A | Page 54 of 56 封装选项 CP-72-6 CP-72-6 AD9523 注释 Rev. A | Page 55 of 56 AD9523 注释 I2C指最初由Philips Semiconductors(现为NXP Semiconductors)开发的一种通信协议。 ©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D08439-0-11/10(A) Rev. A | Page 56 of 56