中文数据手册

带6路差分或13路LVCMOS输出的
抖动净化器和时钟发
AD9524
产品特性
功能框图
应用
LTE和多载波GSM基站
无线和宽带基础设施
医疗仪器
为高速ADC、DAC、DDS、DDC、DUC、MxFE提供时钟
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
前向纠错(G.710)
高性能无线收发器
自动测试设备(ATE)和高性能仪器仪表
Rev. D
OSC
REFA,
REFA
REFB,
REFB
AD9524
PLL1
OUT0,
OUT0
PLL2
OUT1,
OUT1
REF_TEST
SCLK/SCL
SDIO/SDA
SDO
CONTROL
INTERFACE
(SPI AND I2C)
OUT4,
OUT4
ZERO
DELAY
OUT5,
OUT5
6-CLOCK
DISTRIBUTION
EEPROM
ZD_IN, ZD_IN
09081-001
输出频率:<1 MHz至1 GHz
启动频率精度:<±100 ppm(由VCXO参考精度决定)
零延迟操作
输入至输出边沿时序:<±150 ps
6路输出:可配置为LVPECL、LVDS、HSTL和LVCMOS
6个具有零抖动可调延迟的专用输出分频器
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
输出间偏斜:<±50 ps
针对奇数分频器设置提供占空比校正
上电时所有输出自动同步
绝对输出抖动:<200 fs (122.88 MHz)
积分范围:12 kHz至20 MHz
相位噪底分布:−160 dBc/Hz
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
低带宽,支持利用外部VCXO实现参考输入时钟清零
鉴相器速率:300 kHz至75 MHz
冗余参考输入
自动和手动参考切换模式
恢复式和非恢复式切换
保持模式支持参考丢失检测
VCXO提供的低噪声LVCMOS输出可用于RF/IF频率合成器
PLL2
鉴相器速率:最高250 MHz
集成低噪声VCO
图1.
概述
AD9524提供低功耗、多路输出时钟分配功能,具有低抖动
性能,还配有片内集成锁相环(PLL)和电压控制振荡器
(VCO)。片内VCO的调谐频率范围为3.6 GHz至4.0 GHz。
AD9524旨在满足长期演进(LTE)和多载波GSM基站设计的
时钟要求。它依靠外部VCXO清除参考抖动,以满足严格
的低相位噪声要求,从而获得可接受的数据转换器信噪比
(SNR)性能。
输入接收器、振荡器和零延迟接收器支持单端和差分两种
操作。当连接到恢复的系统参考时钟和VCXO时,器件产
生1 MHz至1 GHz范围内的6路低噪声输出,以及一路来自输
入PLL (PLL1)的专用缓冲输出。一路时钟输出相对于另一路
时钟输出的频率和相位可通过分频器相位选择功能改变,
该功能用作无抖动的时序粗调,其调整增量相当于VCO输
出信号的半个周期。
通过串行接口可以对封装内EEPROM进行编程,以便存储
用于上电和芯片复位的用户定义寄存器设置。
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AD9524
目录
特性.................................................................................................. 1
应用.................................................................................................. 1
功能框图 ......................................................................................... 1
概述.................................................................................................. 1
修订历史 ......................................................................................... 3
技术规格 ......................................................................................... 4
条件 ............................................................................................ 4
电源电流.................................................................................... 4
功耗 ............................................................................................ 6
REFA、REFA、REFB、REFB、OSC_IN、OSC_IN和
ZD_IN、ZD_IN输入特性...................................................... 6
OSC_CTRL输出特性............................................................... 7
REF_TEST输入特性 ................................................................ 7
PLL1特性 ................................................................................... 7
PLL1输出特性 .......................................................................... 7
分配输出特性(OUT0、OUT0至OUT5、OUT5).............. 8
时序对齐特性 ........................................................................... 9
抖动和噪声特性....................................................................... 9
PLL2特性 ................................................................................... 9
逻辑输入引脚—PD、SYNC、RESET、
EEPROM_SEL、REF_SEL .................................................... 10
状态输出引脚—STATUS1、STATUS0 .............................. 10
串行控制端口—SPI模式 ...................................................... 10
串行控制端口—I²C模式 ...................................................... 11
绝对最大额定值.......................................................................... 12
热阻 .......................................................................................... 12
ESD警告................................................................................... 12
引脚配置和功能描述 ................................................................. 13
典型性能参数 .............................................................................. 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
锁定检测.................................................................................. 25
复位模式.................................................................................. 26
省电模式.................................................................................. 26
串行控制端口 .............................................................................. 27
SPI/I²C端口选择 .................................................................... 27
I²C串行端口操作 ................................................................... 27
SPI串行端口操作 ................................................................... 30
SPI指令字(16位)..................................................................... 31
SPI MSB/LSB优先传输.......................................................... 31
EEPROM操作 .............................................................................. 34
写入EEPROM ......................................................................... 34
读取EEPROM ......................................................................... 34
EEPROM缓冲段编程 ............................................................ 35
功耗与散热考虑.......................................................................... 37
时钟速度和驱动器模式 ....................................................... 37
工作条件评估 ......................................................................... 37
散热增强型封装安装指南 ................................................... 38
控制寄存器................................................................................... 39
控制寄存器映射..................................................................... 39
控制寄存器映射位功能描述............................................... 43
外形尺寸 ....................................................................................... 56
订购指南.................................................................................. 56
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AD9524
修订历史
2013年2月—修订版C至修订版D
删除VDD1.8_PLL2..................................................................通篇
更改数据手册标题 ....................................................................... 1
表1中增加TJ = 115°C .................................................................... 4
表2中将“VDD3_PLL1,PLL1电源电压典型参数”从22 mA
改为37 mA;将“VDD3_PLL1,PLL1电源电压最大参数”
从25.2 mA改为43 mA................................................................... 4
更改表3 ........................................................................................... 6
增加“PLL1特性”部分和表7;重新排序................................... 7
更改表9的总结说明,将表9中的差分输出电压幅度单位
从mV改为V.................................................................................... 8
表10中将LVPECL、HSTL和LVDS之间的输出时序偏斜
从164 ps改为234 ps;增加尾注1............................................... 9
更改表19中的引脚5描述........................................................... 13
表19中的引脚42从VDD1.8_PLL2改为NC............................. 14
更改图24 ....................................................................................... 21
更改“多模式出驱动器”部分..................................................... 24
更改“时钟分配同步”部分 ......................................................... 25
更改图29,增加“锁定检测”部分 ............................................ 26
增加“复位模式”部分和“省电模式”部分................................ 27
更改“引脚描述”部分和“读取”部分 ........................................ 31
增加图38;重新排序 ................................................................. 33
更改“寄存器段定义组”部分..................................................... 36
更改“功耗与散热考虑”部分..................................................... 38
更改表31 ....................................................................................... 40
更改表40中的位4和位[1:0]描述 .............................................. 45
更改表41中的位2描述和表42中的位[7:6]描述 .................... 46
更改表43中的位[1:0]描述 ......................................................... 47
更改表47中的位4、位[3:2]描述 .............................................. 48
更改表48中的位3描述 ............................................................... 49
表54中将位6的名称从“PLL2反馈时钟状态”更改为
“PLL1反馈时钟状态”.................................................................. 52
2011年3月—修订版A至修订版B
增加表8的小结部分 ..................................................................... 7
更改表9 ........................................................................................... 8
更改“EEPROM操作”部分和“写入EEPROM”部分............... 32
更改表30中的地址(十六进制)0x01A,位[4:3]..................... 37
更改表40中的位[4:3].................................................................. 43
2011年1月—修订版0至修订版A
更改概述部分 ................................................................................ 1
更改规格总结说明 ....................................................................... 4
更改表2中VDD3_PLL1、PLL1电源电压参数的测试条件/
注释.................................................................................................. 4
更改表3中的典型配置和低功耗典型配置参数 ..................... 5
更改表4的输入高电压和输入低电压参数;
增加输入阈值电压参数............................................................... 5
表8中将差分输出电压摆幅参数更改为差分输出
电压幅度;更改测试条件/注释 ................................................ 7
表16中将结温参数从150°C更改为115°C............................... 11
增加图14;重新排序 ................................................................. 15
更改图15、图17和图19;更改图21标题............................... 16
增加“PLL1锁定检测”部分......................................................... 19
更改“VCO校准”部分.................................................................. 21
将“输出模式部分”更改为“多模式输出驱动器”;
更改“多模式输出驱动器”部分 ................................................ 22
更改图29 ....................................................................................... 24
更改“SPI/I2C端口选择”部分 ..................................................... 25
更改“SPI指令字(16位)”部分..................................................... 29
增加“功耗与散热考虑”部分..................................................... 35
更改表34至表36和表38 ............................................................. 42
更改表47中的寄存器0x0F3位1描述 ....................................... 45
更改表50中的寄存器0x198位[7:2] .......................................... 47
更改表52 ....................................................................................... 48
更改表54中的寄存器0x230和寄存器0x231........................... 49
2010年7月—修订版0:初始版
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AD9524
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,电源电压时钟输出驱动器参考
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
环境温度范围(TA)
结温(TJ)
1
最小值 典型值 最大值 单位
3.3
3.3
3.3
3.3
1.8
−40
+25
V
V
V
V
V
+85
115
测试条件/注释
3.3 V ± 5%
3.3 V ± 5%
3.3 V ± 5%
3.3 V ± 5%
1.8 V ± 5%
°C
°C
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41和引脚40)的电源电压和时钟输出OUT1、OUT1(分别为引脚38和
引脚37)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
LVDS模式
HSTL模式
CMOS模式
VDD1.8_OUT[x:y]1,时钟分频器电源电压2
时钟输出驱动器—低功耗模式关闭
LVDS模式,7 mA
VDD3_OUT[x:y]1,时钟输出驱动器电源电压
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
VDD3_OUT[x:y]1,时钟输出驱动器电源电压
LVPECL兼容模式
VDD3_OUT[x:y]1,时钟输出驱动器电源电压
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
最小值典型值 最大值 单位
测试条件/注释
37
67
43
77.7
mA
mA
如果REFB关闭,典型值降低9 mA
5
6
mA
4
4.8
mA
3
3
3.5
3.6
3.6
4.2
mA
mA
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
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
值与开启的输出数无关
值与开启的输出数无关
每个分频器的电流:f = 245.76 MHz
通道x控制寄存器,位 4 = 0
11.5
40
13.2
45
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
6.5
23
7.5
26.3
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
13
41
14.4
46.5
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
14
16.3
mA
f = 122.88 MHz
2
2.4
mA
f = 15.36 MHz,10 pF负载
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AD9524
参数
时钟输出驱动器—低功耗模式开启
LVDS模式,7 mA
VDD3_OUT[x:y]1,时钟输出驱动器电源电压
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
VDD3_OUT[x:y]1,时钟输出驱动器电源电压
LVPECL兼容模式
VDD3_OUT[x:y]1,时钟输出驱动器电源电压
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
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
VDD3_OUT[x:y]1,时钟输出驱动器电源电压
1
2
最小值 典型值 最大值 单位
测试条件/注释
通道x控制寄存器,位 4 = 1
10
27
10.8
29.8
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
6.5
23
7.5
26.3
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
11
28
12.4
31.2
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
20
50
24.3
59.1
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
11
27
12.7
31.8
mA
mA
f = 122.88 MHz
f = 983.04 MHz
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41和引脚40)的电源电压和时钟输出OUT1、OUT1(分别为引脚
38和引脚37)的电源电压。
引脚34 (VDD1.8_OUT[0:3])的电流是其它VDD1.8_OUT[x:y]对的2倍。
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AD9524
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
切换至一路输入,
单端参考模式
切换至两路输入,
差分参考模式
切换至两路输入,
单端参考模式
输出分配,驱动器开启
LVDS
LVPECL兼容
HSTL
CMOS
测试条件/注释
559
593
mW
时钟分配输出工作如下:四路LVPECL输出工作在122.88 MHz,
两路LVDS输出(3.5 mA)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
101
132.2
mW
389
450.4
mW
−28.5
−8
mW
含时钟分配的绝对总功率;一路LVPECL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
工作在30.72 MHz
26
44.6
mW
工作在30.72 MHz
−27.5
−5.1
mW
工作在30.72 MHz
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
基于低功耗典型值(3.3 V)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15.36 MHz
双路同相3.3 V CMOS输出工作在15.36 MHz
REFA、REFA、REFB、REFB、OSC_IN、OSC_IN和ZD_IN、ZD_IN输入特性
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
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
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;通过对未使用的输入交流接地可支持单端输
入;任意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;通过对未使用的输入交流接地可支持单端输
入;任意引脚上的瞬时电压不得超过1.8 V直流供电轨
kΩ
pF
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
1.6
0.52
1.0
MHz
V
V
V
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
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AD9524
参数
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
1
pF
测试条件/注释
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
OSC_CTRL输出特性
表5.
参数
输出电压
高电平
低
最小值
典型值
最大值
单位
测试条件/注释
V
mV
RLOAD > 20 kΩ
150
最大值
单位
测试条件/注释
250
MHz
V
V
VDD3_PLL1 − 0.15
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
2.0
0.8
PLL1特性
表7.
参数
PLL1品质因数(FOM)
最大PFD频率
防反冲脉冲宽度
最小和低值
最大和高值
最小值
典型值
−226
最大值
单位
dBc/Hz
75
75
MHz
MHz
测试条件/注释
PLL1输出特性
表8.
参数1
最大输出频率
上升/下降时间(20%至80%)
占空比
高输出电压
最小值
45
典型值
250
387
50
最大值
665
55
VDD3_PLL1 − 0.25
VDD3_PLL1 − 0.1
单位
MHz
ps
%
V
V
低输出电压
0.2
0.1
1
CMOS驱动器强度 = 强(见表52)。
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V
V
测试条件/注释
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
AD9524
分配输出特性(OUT0、OUT0至OUT5、OUT5)
占空比性能在分频器反相位设为1、分频器相位位设为0.5的条件下指定。(例如,对于通道0,0x196[7] = 1且0x198[7:2] = 000001。)
表9中的输出电压参考VDD相对于3.3 V电源VDD3_OUT[x:y]而言。
表9.
参数
LVPECL模式1
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
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
高输出电压
mV/mV
VDD − 1.76
VDD − 1.6
VDD − 1.42
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
%
45
VDD − 0.25
VDD − 0.1
V
V
低输出电压
0.2
0.1
1
参见“多模式输出驱动器”部分。
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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
AD9524
时序对齐特性
表10.
参数
输出时序偏斜
LVPECL、HSTL和LVDS输出之间
CMOS输出之间
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
最小值 典型值 最大值 单位
38
100
0
234
300
63
ps
ps
步
ps
500
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。
单端正相高阻抗模式
分辨率步进数;例如:8 × 0.5/1 GHz
1 GHz的½
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。
抖动和噪声特性
表11.
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
(参见表3);f = 122.88 MHz
LVPECL模式、HSTL模式和LVDS模式
125
136
169
212
223
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
PLL2特性
表12.
参数
VCO(片内)
频率范围
增益
PLL2品质因数(FOM)
最大PFD频率
防反冲脉冲宽度
最小和低值
最大和高值
最小值 典型值 最大值 单位
3600
4000
MHz
MHz/V
dBc/Hz
250
125
MHz
MHz
45
−226
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测试条件/注释
AD9524
逻辑输入引脚—PD、SYNC、RESET、EEPROM_SEL、REF_SEL
表13.
参数
电压
输入高电平
输入低电平
输入低电流
电容
RESET 时序
低电平脉冲宽度
无活动到启动寄存器编程
SYNC 时序
低电平脉冲宽度
最小值
典型值
最大值
单位
±80
0.8
±250
V
V
µA
2.0
3
测试条件/注释
负值表示内部上拉电阻导致电流流出
AD9524
pF
50
100
ns
ns
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
最大值
单位
状态输出引脚—STATUS1、STATUS0
表14.
参数
电压
输出高电平
输出低电平
最小值
典型值
2.94
串行控制端口—SPI模式
表15.
参数
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
输入电容
SCLK(输入),SPI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(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
最小值
典型值
2.0
0.8
V
V
30
−110
µA
µA
2
pF
测试条件/注释
CS 内置一个40 kΩ上拉电阻
负值表示内部上拉电阻导致电流流出
AD9524
SPI模式下SCLK内置一个40 kΩ下拉电阻,
I2C模式下无内置电阻
2.0
0.8
V
V
240
1
2
µA
µA
pF
2.0
0.8
V
V
1
1
2
µA
µA
pF
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AD9524
参数
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
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
最小值
典型值
最大值
单位
0.4
V
V
2.7
25
8
12
3.3
0
14
10
0
6
测试条件/注释
MHz
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
串行控制端口—I²C模式
除非另有说明,VDD = VDD3_REF。
表16.
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
−10
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
20 + 0.1 CB 1
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
单位
0.3 × VDD
+10
V
V
µA
50
V
ns
0.4
250
V
ns
0.7 × VDD
0.015 × VDD
400
1.3
0.6
0.6
0.6
1.3
0.6
20 + 0.1 CB1
20 + 0.1 CB1
100
100
300
300
880
400
kHz
µs
µs
µs
µs
µs
µs
ns
ns
ns
ns
pF
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)
此周期结束后,产生第一个时钟脉冲
这与0 ns最小值的原始I²C规范略有不同2
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。
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AD9524
绝对最大额定值
表17.
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至GND
SYNC、RESET、PD 至GND
STATUS0、STATUS1至GND
SP0、SP1、EEPROM_SEL至GND
VDD1.8_OUT、LDO_PLL1、LDO_PLL2至
GND
存储温度范围
引脚温度(10秒)
热阻
额定值
−0.3 V至+3.6 V
θJA针对最差条件,即焊接在电路板上的器件为表贴封装。
−0.3 V至+3.6 V
−0.3 V至+3.6 V
−0.3 V至+3.6 V
表18. 热阻
气流速度
封装类型
(m/s)
48引脚 LFCSP, 0
7 mm ×
1.0
7 mm
2.5
−0.3 V至+3.6 V
−0.3 V至+3.6 V
−0.3 V至+3.6 V
2V
1
2
3
4
−65°C至+150°C
300°C
θJA1, 2
26.1
22.8
20.4
θJC1, 3
1.7
θJB1, 4
13.8
Ψ JT1, 2
0.2
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)。
按照MIL-Std 883、方法1012.1。
按照JEDEC JESD51-8(静止空气)。
功耗信息请参阅“功耗与散热考虑”部分。
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,并不能以这些条件或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下,推断器
件能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影
响器件的可靠性。
ESD警告
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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。
AD9524
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
VDD3_PLL1
LDO_PLL1
PLL1_OUT
REF_SEL
ZD_IN
ZD_IN
NC
OUT0
OUT0
VDD3_OUT[0:1]
OUT1
OUT1
引脚配置和功能描述
AD9524
TOP
VIEW
(Not to Scale)
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
STATUS0/SP0
STATUS1/SP1
VDD1.8_OUT[0:3]
OUT2
OUT2
VDD3_OUT[2:3]
OUT3
OUT3
EEPROM_SEL
PD
RESET
REF_TEST
NOTES
1. PINS LABELED NC CAN BE ALLOWED TO FLOAT, BUT IT IS BETTER TO CONNECT THESE PINS TO GROUND.
AVOID ROUTING HIGH SPEED SIGNALS THROUGH THESE PINS BECAUSE NOISE COUPLING MAY RESULT.
ON EXISTING PCB DESIGNS, IT ISACCEPTABLE TO LEAVE PIN 42 CONNECTED TO 1.8V SUPPLY.
2. 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.
09081-002
SYNC
VDD3_REF
CS
SCLK/SCL
SDIO/SDA
SDO
OUT5
OUT5
VDD3_OUT[4:5]
OUT4
OUT4
VDD1.8_OUT[4:5]
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
REFA 1
REFA 2
REFB 3
REFB 4
LF1_EXT_CAP 5
OSC_CTRL 6
OSC_IN 7
OSC_IN 8
LF2_EXT_CAP 9
LDO_PLL2 10
VDD3_PLL2 11
LDO_VCO 12
图2. 引脚配置
表19. 引脚功能描述
引脚
编号
1
引脚名称
REFA
类型1
I
2
REFA
I
3
REFB
I
4
REFB
I
5
LF1_EXT_CAP
O
说明
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。应将一个环路滤波器连接在此引脚和地之间。
6
OSC_CTRL
O
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。
7
OSC_IN
I
8
OSC_IN
I
9
10
LF2_EXT_CAP
LDO_PLL2
O
P/O
11
12
VDD3_PLL2
LDO_VCO
P
P/O
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。应将一个电容连接在此引脚和LDO_VCO之间。
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。
PLL2的3.3 V电源。
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。
13
14
SYNC
VDD3_REF
I
P
手动同步。此引脚可启动手动同步,内置一个40 kΩ上拉电阻。
输出时钟驱动器参考的3.3 V电源。
15
CS
I
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。
16
SCLK/SCL
I
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。
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AD9524
引脚
编号
17
18
引脚名称
SDIO/SDA
SDO
类型1
I/O
O
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
OUT5
OUT5
VDD3_OUT[4:5]
OUT4
OUT4
VDD1.8_OUT[4:5]
REF_TEST
RESET
PD
EEPROM_SEL
O
O
P
O
O
P
I
I
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
OUT3
OUT3
VDD3_OUT[2:3]
OUT2
OUT2
VDD1.8_OUT[0:3]
STATUS1/SP1
STATUS0/SP0
OUT1
OUT1
VDD3_OUT[0:1]
OUT0
OUT0
NC
ZD_IN
O
O
P
O
O
P
I/O
I/O
O
O
P
O
O
P
I
44
ZD_IN
I
45
46
47
REF_SEL
PLL1_OUT
LDO_PLL1
I
O
P/O
48
EP
VDD3_PLL1
EP, GND
P
GND
1
I
说明
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。
互补时钟输出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。
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。
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。
PLL1鉴相器的测试输入。
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。
芯片关断引脚,低电平有效。此引脚内置一个40 kΩ上拉电阻。
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AD9524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。
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。
锁定检测和其它状态信号(STATUS1)/I2C地址(SP1)。
锁定检测和其它状态信号(STATUS0)/I2C地址(SP0)。
互补时钟输出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。
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。
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。
此引脚不在内部连接(见图2)。
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。
参考输入选择。此引脚内置一个40 kΩ下拉电阻。
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52)。
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。
PLL1的3.3 V电源。使用与VCXO相同的电源。
裸露焊盘。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。
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AD9524
典型性能参数
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
20pF
25
40
CURRENT (mA)
30
HSTL = 8mA
20
20
15
400
600
800
1000
1200
0
300
400
500
1200
3.5
40
DIFFERENTIAL SWING (V p-p)
3.0
35
CURRENT (mA)
200
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
LVDS = 7mA
30
25
20
15
LVDS = 3.5mA
10
HSTL = 16mA
2.5
2.0
HSTL = 8mA
1.5
1.0
0.5
5
200
400
600
800
1000
1200
0
09081-004
0
FREQUENCY (MHz)
0
200
400
600
800
1000
FREQUENCY (MHz)
图7. 差分电压摆幅与频率的关系,HSTL模式,16 mA和8 mA
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)
45
35
CURRENT (mA)
100
FREQUENCY (MHz)
图3. VDD3_OUT[x:y]电流(典型值)与频率的关系,
HSTL模式,16 mA和8 mA
30
25
20
15
10
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
5
0
200
400
600
800
FREQUENCY (MHz)
1000
1200
0
09081-005
0
0
09081-006
200
09081-003
0
09081-007
5
FREQUENCY (MHz)
0
2pF
10
10
0
10pF
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
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图8. 差分电压摆幅与频率的关系,LVPECL模式
1200
09081-008
CURRENT (mA)
HSTL = 16mA
AD9524
1.4
–70
LVDS = 7mA
LVDS = 3.5mA
0.6
0.4
–100
–110
–120
–130
3
5
–140
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
–160
0
200
400
600
800
1000
1200
FREQUENCY (MHz)
–170
100
09081-009
0
–70
2pF
1
–90
PHASE NOISE (dBc/Hz)
10pF
2.9
2.7
20pF
2.5
2.3
2.1
–100
–110
1.9
–130
–140
200
300
400
500
FREQUENCY (MHz)
09081-010
–160
100
10M
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
–120
–150
0
1M
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
x:
–80
3.1
3
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
1k
10k
100k
7
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
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10. 幅度与频率和容性负载的关系,CMOS模式,
2 pF、10 pF和20 pF负载
1
1
CH1 200mV
2.5ns/DIV
40.0GS/s
A CH1
104mV
09081-013
AMPLITUDE (V)
100k
图12. 相位噪声,输出 = 184.32 MHz(VCXO = 122.88 MHz,
Crystek VCXO CVHD-950)
3.3
1.7
10k
FREQUENCY (Hz)
图9. 差分电压摆幅与频率的关系,LVDS模式,7 mA和3.5 mA
3.5
1k
7
09081-015
PHASE NOISE (dBc/Hz)
0.8
1
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)
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09081-017
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
09081-016
1.2
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
x:
–80
AD9524
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
AD9524
AD9524
100Ω
HIGH
IMPEDANCE DOWNSTREAM
DEVICE
INPUT
HSTL
OUTPUT
100Ω
HIGH
IMPEDANCE DOWNSTREAM
DEVICE
INPUT
09081-047
09081-143
LVDS
OUTPUT
0.1µF
09081-046
LVDS
OUTPUT
AD9524
0.1µF
09081-142
AD9524
LVPECLCOMPATIBLE
OUTPUT
0.1µF
0.1µF
100Ω
HIGH
IMPEDANCE DOWNSTREAM
DEVICE
INPUT
0.1µF
AD9524
SELF-BIASED
REF, VCXO,
ZERO DELAY
INPUTS
100Ω
(OPTIONAL1)
09081-044
AD9524
图20. 直流耦合HSTL输出驱动器
0.1µF
09081-048
图16. 直流耦合LVDS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
(在CMOS单端输入模式下,未使用的输入可以不连接)
图17. 交流耦合LVPECL输出驱动器
AD9524
100Ω
HIGH
IMPEDANCE DOWNSTREAM
DEVICE
INPUT
09081-045
LVPECLCOMPATIBLE
OUTPUT
图18. 直流耦合LVPECL输出驱动器
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AD9524
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。
附加的相位噪声
附加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。
附加的时间抖动
附加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。
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AD9524
工作原理
详细框图
VCXO
VDD3_PLL1
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
REF_SEL
REFB
REFB
REF_TEST
LOCK
DETECT
÷R
÷R
SWITCHOVER
CONTROL
RESYNCH
Δt
EDGE
OUT5
OUT5
÷D
Δt
EDGE
OUT4
OUT4
÷D
Δt
EDGE
OUT3
OUT3
÷D
Δt
EDGE
OUT2
OUT2
÷D
Δt
EDGE
OUT1
OUT1
÷D
Δt
EDGE
OUT0
OUT0
÷D
÷D1
LOOP
FILTER
P
F
D
SYNC
SIGNAL
VDD1.8_OUT[X:Y] VDD3_OUT[X:Y]
LOCK
DETECT
CHARGE
PUMP
×2
÷R
P
F
D
LOOP
FILTER
CHARGE
PUMP
VCO
÷M1
÷N1
÷N2
PLL2
PLL1
SDIO/SDA
CS
RESET
PD
EEPROM_SEL
CONTROL
INTERFACE
(SPI AND I2C)
EEPROM
TO SYNC
AD9524
LDO_PLL2
VDD3_PLL2
NC
SYNC
ZD_IN
ZD_IN
09081-020
SDO
SCLK/SCL
图22. 顶层框图
概述
AD9524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,使用最高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。
AD9524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AD9524支持保持模
式。可以使用参考选择引脚(REF_SEL,引脚45)来手动选
择哪一个输入参考是活动参考(见表43)。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AD9524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。
AD9524的工作温度范围为−40°C至+85°C的扩展工业温度
范围。
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AD9524
PLL1环路滤波器
元件模块—输入PLL (PLL1)
PLL1概述
PLL1环路滤波器要求从LF1_EXT_CAP(引脚5)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44)。
输入PLL(称为PLL1)的基本组成部分包括鉴频鉴相器(PFD)、
电荷泵、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AD9524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。
LF1_EXT_CAP
PLL1参考时钟输入
AD9524
AD9524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。
RZERO
CPOLE2
OSC_CTRL
CHARGE
PUMP
RPOLE2
表20. PLL1环路滤波器可编程值
RZERO
(kΩ)
883
677
341
135
10
外部
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43所示进行设置。
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。
DIVIDE BY
1, 2, ...1024
RZERO
SWITCHOVER
CONTROL
P
F
D
DIVIDE BY
1, 2, ...1024
RPOLE2
1.8V LDO
OSC_CTRL
VCXO
CPOLE2
DIVIDE BY
1, 2, ...1024
DIVIDE BY
1, 2, ...63
OSC_IN
AD9524
LDO_PLL1
图24. 输入PLL (PLL1)框图
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09081-021
VDD3_PLL1
CHARGE
PUMP
7 BITS,
0.5µA LSB
CPOLE1
3.3V CMOS
OR 1.8V
DIFFERENTIAL
REF_TEST
CPOLE2
LF1_EXT_CAP1
(nF)
(µF)
0.337(固定) 0.3
外部环路滤波器电容
LF1_EXT_CAP
REFB
REFB
0.3µF
图23. PLL1环路滤波器
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41)。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。
REF_SEL
1k
BUFFER
TO VCXO
VTUNE
09081-022
CPOLE1
在差分模式下,这些引脚在内部自行偏置。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。
REFA
REFA
LDO_PLL1
AD9524
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43寄存器0x01C的位6)。
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。
元件模块—输出PLL (PLL2)
PLL2概述
PLL1参考切换
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。AD9524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。
输出PLL的PFD驱动一个电荷泵,以增加、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。
参考自动切换可以设置为如下工作方式:
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。
• 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。
• 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。
• PLL1其它控制寄存器位设置参见表43。
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,因此当不存在输入参考信号时,它可以继续工作。
LF2_EXT_CAP
PLL1_OUT
VDD3_PLL2
LDO_VCO
LDO_PLL2
AD9524
LDO
LDO
RZERO
PLL_1.8V
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
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09081-023
DIVIDE BY
1, 2, 4, 8, 16
AD9524
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12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
其中,P = 4。
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
46所列。
PLL2环路滤波器
PLL2环路滤波器要求从LF2_EXT_CAP(引脚9)连接一个外
部电容到LDO_VCO(引脚12),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21. PLL2环路滤波器可编程值
RZERO
(Ω)
3250
3000
2750
2500
2250
2100
2000
1850
1
CPOLE1
(pF)
48
40
32
24
16
8
0
RPOLE2
(Ω)
900
450
300
225
CPOLE2
(pF)
16(固定)
LF2_EXT_CAP1
(pF)
1000(典型值)
VCO校准
为确保AD9524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(寄存器0x0F3,位1)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(更多信息请参见“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:
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位) = 1
寄存器1x0F3的位1(校准VCO位)= 0
寄存器0x234的位0(IO_Update位) = 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
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AD9524
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6个
通道(OUT0至OUT5),各输出通道都有专用分频器和输出
驱动器,如图25所示。AD9524还能将VCXO输出路由至其
中的二路输出(OUT0至OUT1)。
时钟分频器
输出时钟分配分频器称为D0至D5,分别对应于输出通道
OUT0至OUT5。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。
输出关断
通过通道0至通道5控制寄存器(见表51),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,
以便关断相应的输出驱动器。不过,如果所有六路输出都
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兼容模式下,8 mA的电流会在100 Ω
负载电阻上引起800 mV的峰值电压。使用除“输入/输出端接
建议”部分指定以外的任何其他端接都有可能损坏器件,
或者降低器件工作寿命性能。
除四个模式位以外,通道0至通道5的六个控制寄存器还包
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5控制寄存器(见表51),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:
• 逻辑系列和引脚功能
• 输出驱动强度
• 输出极性
HSTL
50Ω ENABLED
CM
COMMON-MODE
CIRCUIT
P
N
CM
六个(通道0至通道5)控制寄存器的四个最低有效位(LSB)由
驱动器模式位组成。模式值选择所需的输出通道逻辑系列
和引脚功能,如表51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。
+
–
100Ω LOAD
N
50Ω HSTL
ENABLED
08439-031
3.5mA/8mA
LVDS/LVPECL
ENABLED
P
图26. 多模式驱动器
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AD9524
时钟分配同步
如图所示,主同步信号的来源有如下两个:
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。
• 同步分频器位提供的直接同步源(参见表55中寄存器
0x232的位0)。
• 器件SYNC引脚(引脚13)。
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。
OUTx
DIVIDE
OUT
DIVIDER
PHASE
SYNC
DRIVER
OUTx
VCO OUTPUT DIVIDER
FAN OUT
SYNC (PIN 13)
SYNC
09081-025
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. D | Page 24 of 56
08439-026
DIVIDE = 2, PHASE = 6
AD9524
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。
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。
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。
ZD_IN
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。
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。AD9524有
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。
内部零延迟模式
AD9524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42)。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)。
OUT0
OUT0
ENB
FEEDBACK
DELAY
使用SYNC引脚(引脚17时),存在11个VCO分频器输出流水
线延迟,以及从SYNC的上升沿到时钟输出的一个周期。
至少有一个额外的VCO分频器周期不确定,因为SYNC信
号与VCO分频器输出异步。
正常工作时,在AD9524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0x198的位[7:2]设置新的相位偏移(见表51),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。
ZD_IN
INTERNAL FB
REFA
REFA
PFD
REF
DELAY
09081-027
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,用户先设置然后清除该位。
AD9523
图29. 零延迟功能
外部零延迟模式
AD9524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AD9524的外部。
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。
锁定检测
当频率误差高于鉴频鉴相器阈值时,PLL1和PLL2鉴频鉴相
器发出一个失锁条件。PLL失锁时,参考时钟和反馈时钟
之间存在随机相位。由于存在随机相位关系,锁定条件的
时间范围为215 × TPFD个周期至1 × TPFD个周期。对于锁定条件
而言,它将始终需要216 × TPFD的时间来锁定,但也有可能需
要231 × TPFD个周期,具体取决于相位阶跃的幅度有多大,以
及它与锁定检测重启的时间关系。
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AD9524
复位模式
AD9524可以通过上电复位(POR)和其它几种方式使芯片
复位。
上电复位
在芯片上电期间,当3.3 V电源达到约2.6 V (<2.8 V)时,会发
出一个上电复位脉冲,将芯片复位到EEPROM中存储的设
置(EEPROM引脚 = 1)或片内设置(EEPROM引脚 = 0)。上电
时,AD9524会执行SYNC操作,根据默认设置将输出的相
位对齐。输出驱动器保持同步,时间由内部产生的上电同
步定时器(约70 ms)确定。此周期后,输出开始切换。
通过RESET引脚进行复位
RESET可进行复位(短暂拉低RESET可执行异步复位),可以
将芯片复位到EEPROM中存储的设置(EEPROM引脚 = 1)或
片内设置(EEPROM引脚 = 0)。复位也会执行同步操作,根
据默认设置将输出的相位对齐。当EEPROM无效(EEPROM
引脚 = 0)时,发出RESET后大约经过2 µs输出就会开始切换。
当EEPROM有效(EEPROM引脚 = 1)时,拉高RESET后大约
需要40 ms输出就会切换。
恢复到EEPROM中的设置(EEPROM引脚 = 1)或片内设置
(EEPROM引脚 = 0),寄存器0x000除外。除自清零位、位2和
位5以外,寄存器0x000保持其复位前的值。内部复位期间,
输出保持静态。位2和位5是自清零位。然而,自清零操作
直到再出现一个串行端口SCLK周期后才完成,在位2和位5
自清零之前,AD9524保持复位状态。
通过串行端口复位到EEPROM中的设置(EEPROM引脚 = 0时)
当EEPROM引脚 = 1时,串行端口控制寄存器允许通过寄存
器0xB02的位1将芯片复位到EEPROM中的设置。该位自清零。
当EEPROM引脚 = 0时,此位不起任何作用。Soft_EEPROM
寄存器清0后,大约需要40 ms输出才会开始切换。
省电模式
通过PD关断芯片
通过拉低PD引脚,可以使AD9524进入关断模式,从而关
闭AD9524内部的大部分功能和电流。在PD返回逻辑高电
平状态之前,芯片将一直处于关断状态。离开关断模式后,
AD9524返回到关断前其寄存器中的设置,除非在PD引脚
为低电平期间,寄存器被新设置更改。
通过串行端口进行复位
串行端口控制寄存器支持复位,方法是将寄存器0x000的
位2和位5置1。当位5和位2置1时,芯片进入软复位模式,
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AD9524
串行控制端口
AD9524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。AD9524 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16所示。通过此串行控制端
口,可以对所有配置AD9524的寄存器进行读/写操作。
SPI/I2C端口选择
AD9524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。在其他情况下,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22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22. 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
写操作
读操作
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
09081-160
SP0
低
高电平
低
高电平
表23. I2C总线定义
SCL
图30. 有效位传输
I²C串行端口操作
AD9524 I2C端口基于I2C快速模式标准。AD9524支持所有两
种I2C协议:标准模式(100 kHz)和快速模式(400 kHz)。
AD9524 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,AD9524
作为从机连接到串行总线(数据总线SDA和时钟总线SCL),
这意味着AD9524不产生时钟。AD9524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
09081-161
SP1
低
低
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。
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AD9524
MSB
ACKNOWLEDGE FROM
SLAVE-RECEIVER
SCL
1
2
3 TO 7
8
9
1
ACKNOWLEDGE FROM
SLAVE-RECEIVER
2
3 TO 7
8
9
S
10
P
09081-162
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
09081-163
ACKNOWLEDGE FROM
SLAVE-RECEIVER
10
P
09081-164
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
SCL
1
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)
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。
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)。
这些命令的格式参见“数据传输格式”部分所述。
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。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。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。
然后,主机(写入模式)或从机(读取模式)以9个时钟脉冲(一个
8位数据字节后跟一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(控制寄存器)地址字节,高位字节地址
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AD9524
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
A
RAM地址高位字节
A
W
从机地址
RAM地址低位字节
A
P
A
P
A
P
A
P
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
W
从机地址
A
RAM地址高位
字节
A
RAM地址低位
字节
A
A
RAM数据0
RAM数据1
A
RAM数据2
.
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
W
从机地址
RAM数据0
A
RAM数据1
A
RAM数据2
A
读取字节格式。发送字节和接收字节的合并格式。
S
从机
地址
W
RAM地址高位
字节
A
A
RAM地址低位
字节
A
从机
地址
Sr
R
A
RAM
数据0
RAM
数据1
A
A
RAM
数据2
I²C串行端口时序
SDA
tSET; DAT
tFALL
tLOW
tFALL
tHLD; STR
tRISE
tSPIKE
tRISE
tIDLE
tHLD; STR
S
tHLD; DAT
tSET; STR
tHIGH
tSET; STP
Sr
图35. I²C串行端口时序
表24. I2C时序定义
参数
fI2C
tIDLE
tHLD; STR
tSET; STR
tSET; STP
tHLD; DAT
tSET; DAT
tLOW
tHIGH
tRISE
tFALL
tSPIKE
说明
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
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P
S
09081-165
SCL
AD9524
SPI串行端口操作
通信周期—指令加数据
引脚描述
AD9524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AD9524。该指令字向
AD9524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。
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)。AD9524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。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,SDO和SDIO引脚处于
高阻态。此引脚由一个40 kΩ电阻内部上拉至VDD3_REF。
CS
SDIO/SDA
AD9524
SERIAL
CONTROL
PORT
SDO
09081-034
SCLK/SCL
图36. 串行控制端口
SPI工作模式
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。AD9524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 。
AD9524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。要启动对AD9524的写或读操作,
须将CS拉低。
当传输三个或更少字节的数据(加上指令数据)时(见表25),
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可以仅在字节边界上进入高电平;不过,它
可以在传输的任一阶段(指令或数据)进入高电平。
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。
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AD9524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。
由于数据是写入串行控制端口缓冲区,而不是直接写入
AD9524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AD9524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57)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。
读操作
AD9524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 x 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。在SPI读取期
间,SDIO上的串行数据(如果是4线式模式,则为SDO)在
SCLK下降沿转换,并且通常在SCLK上升沿进行采样。为
了正确读取最后位,SPI主机必须要能耐受零保持时间。在
无法实现零保持时间的情况下,用户可以使用流模式并延
迟CS上升沿,也可在SCLK下降沿进行串行数据采样。但
是,为了在SCLK下降沿正确采样数据,用户必须确保设置
时间超过tDV(时间数据有效)。流模式不会跳过保留或空白
寄存器。
在流模式中(见表25),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。
Rev. D | Page 30 of 56
AD9524
AD9524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
AD9524设置为单向模式。在单向模式中,回读数据出现在
SDO引脚上。
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。
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。
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)。
CS
SERIAL
CONTROL
PORT
SCLK/SCL
SDIO/SDA
UPDATE
REGISTERS
ACTIVE
REGISTERS
BUFFER
REGISTERS
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。
09081-035
SDO
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)
如果MSB优先模式有效(默认),AD9524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。
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。
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25)。
表25. 字节传输计数
W1
0
0
1
1
W0
0
1
0
1
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。
传输字节数
1
2
3
流模式
在流模式下,如果跨过地址边界,则传输终止(见表26)。
表26. 流模式(不跳过任何地址)
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AD9524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。
写入模式
MSB优先
地址方向
递减
停止序列
…、0x001、0x000、停止
SPI MSB/LSB优先传输
AD9524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。AD9524的默认设置
为MSB优先。
表27. 串行控制端口,16位指令字,MSB优先
MSB
I15
LSB
I14
I13
I12
I11
I10
I9
I8
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
R/W
W1
W0
A12 = 0
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
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AD9524
tDH
tHIGH
SCLK
DON'T CARE
SDIO
DON'T CARE
R/W
W1
W0
A12
tC
tSCLK
tLOW
CS
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
D4
D3
D2
D1
D0
HIGH-IMEPDANCE
09081-138
tDS
tS
表38. 串行控制端口读取—MSB优先,16位指令,1字节数据
CS
SCLK 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
REGISTER (N) DATA
D6 D5
D4 D3 D2
D1 D0
DON'T CARE
REGISTER (N – 1) DATA
09081-038
SDIO DON'T CARE
DON'T CARE
表39. 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
DON'T CARE
R/W W1 W0 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
SDO DON'T CARE
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
REGISTER (N) DATA
REGISTER (N – 1) DATA
REGISTER (N – 2) DATA
REGISTER (N – 3) DATA
DON'T
CARE
09081-039
SDIO
表40. 串行控制端口读取:MSB优先,16位指令,4字节数据
tHIGH
tDS
tS
tDH
CS
DON'T CARE
SDIO
DON'T CARE
DON'T CARE
R/W
W1
W0
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
D4
D3
D2
D1
D0
DON'T CARE
09081-040
SCLK
tC
tCLK
tLOW
表41. 串行控制端口写入:MSB优先,16位指令,时序测量
CS
SCLK
DATA BIT N
09081-041
tDV
SDIO
SDO
DATA BIT N – 1
图42. 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
D0
REGISTER (N) DATA
表43. 串行控制端口写入:LSB优先,16位指令,双字节数据
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D1 D2
D3 D4 D5
D6
REGISTER (N + 1) DATA
D7
DON'T CARE
09081-042
SDIO DON'T CARE
DON'T CARE
AD9524
tS
tC
CS
tCLK
tHIGH
SCLK
tLOW
tDS
SDIO
BIT N
BIT N + 1
图44. 串行控制端口写操作时序
表28. 串行控制端口时序
参数
tDS
tDH
tCLK
tS
tC
tHIGH
tLOW
tDV
说明
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42)
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09081-043
tDH
AD9524
EEPROM操作
AD9524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58和表59。
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,但有一个回读寄存器例外:Status_EEPROM(寄
存器0xB00,位0)。
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I2C模式下,用户可以通过外部I2C主机寻址AD9524从机
端口(向AD9524发送一个地址字节)。如果AD9524以不应
答位回应,则说明未接收到数据传输。如果AD9524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55)。
若要将全部512字节传输至EEPROM,需要大约46 ms。若要
将EEPROM的内容传输至有效寄存器,则需要大约40 ms。
RESET可进行复位(短暂拉低RESET可执行异步复位),可以
将芯片复位到EEPROM中存储的设置(EEPROM引脚 = 1)或
片内设置(EEPROM引脚 = 0)。硬复位也会执行SYNC操作,根
据默认设置将输出的相位对齐。当EEPROM无效(EEPROM
引脚 = 0)时,发出RESET后大约经过2 μs输出就会开始切换。
当EEPROM有效(EEPROM引脚 = 1)时,拉高RESET后大约
需要40 ms输出就会切换。
4. 将使能EEPROM写入位(寄存器0xB02的位0)置1,使能
EEPROM。
5. 将REG2EEPROM位(寄存器0xB03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STATUS0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(Status_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:
• AD9524上电。
• 将RESET引脚拉低后释放RESET,以执行硬件芯片复位。
写入EEPROM
• 将自清零软件复位位(寄存器0x000的位5)置1。
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:
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。AD9524随后便会启动对EEPROM
的读操作,并将读取值载入AD9524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,
AD9524转而加载默认值。
1. 将AD9524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。
2. 将IO_Update位(寄存器0x234的位0)置1。
3. 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AD9524一些(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。
如果使用EEPROM自动加载AD9524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。
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AD9524
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。
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AD9524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。AD9524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AD9524寄存器映
射是如何分段的。
有三个操作代码:IO_Update、end-of-data和pseudo-endof-data。必须保证EEPROM缓冲段总是有一个end-of-data
或pseudo-end-of-data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)的高
位字节和低位字节。
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AD9524
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AD9524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)
AD9524 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AD9524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I2C主机随后开始写入EEPROM,从最后写
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。
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AD9524
表29. EEPROM缓冲段示例
寄存器地址(十六进制)
启动EEPROM缓冲段
0xA00
0xA01
0xA02
0xA03
0xA04
0xA05
0xA06
0xA07
0xA08
0xA09
0xA0A
位7 (MSB)
0
0
0
位6
位5
位4
位3
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)
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位2
位1
位0 (LSB)
AD9524
功耗与散热考虑
AD9524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AD9524的关键。
AD9524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17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。
ΨJB值则供封装比较和PCB设计考虑时使用。
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:
最大结温以及工作环境温度范围见表1。环境温度范围和
最大结温规格确保器件的性能与“技术规格”部分相一致。
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
评估工作条件的第一步是确定AD9524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AD9524的内部
最精确功耗。表30列出了两个不同示例相对于基本功耗配
置的增量功耗。
• 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AD9524的
结温。
AD9524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30. 温度梯度示例
其中:
TJ为结温(°C)。
TCASE为壳温(°C),由用户在封装的顶部中央测量。
ΨJT值通过表18查找。
PD为AD9524的功耗。
θJA值供封装比较和PCB设计考虑时使用。θJA可用于计算TJ
的一阶近似值,计算公式如下:
TJ = TA + (θJA × PD)
说明
示例1
基本典型配置
输出驱动器
总功耗
示例2
基本典型配置
输出驱动器
总功耗
其中,TA为环境温度(°C)。
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。
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模式
频率
(MHz)
最大功耗
(mW)
5 × LVPECL
122.88
428
275
703
5 × LVPECL
983.04
428
795
1223
AD9524
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
(703 mW × 20.1°C/W) = 14.1°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 + 14.1°C = 99°C
该结温低于最大容许结温。
示例2
(1223 mW × 20.1°C/W) = 24.6°C
当环境温度为85°C时,结温为:
TJ = 85°C + 24.6°C = 109°C
该结温低于最大容许结温。
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AD9524
控制寄存器
控制寄存器映射
不能用表31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31:控制寄存器映射
地址
(十六
寄存器名称
进制)
串行端口配置
SPI模式串行
0x000
端口配置
I2C模式串行
端口配置
0x004
回读控制
0x005
EEPROM客户
版本ID
0x006
(MSB)
位7
位5
位4
位3
位2
位1
软复位
保留
保留
软复位
0x00
软复位
保留
保留
软复位
LSB优先/
地址递增
保留
SDO有效
保留
LSB优先/
地址递增
保留
保留
0x00
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
回读有效
寄存器
0x00
SDO有效
EEPROM客户版本ID[7:0] (LSB)
0x00
EEPROM客户版本ID[15:8] (MSB)
0x00
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
保留
保留
0x018
0x019
默认值
(十六
进制)
位6
输入PLL (PLL1)
PLL1 REFA
0x010
R分频器控制
0x011
0x015
0x016
0x017
(LSB)
位0
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
保留
10位PLL1反馈分频器[7:0] (LSB)
保留
保留
PLL1电荷泵控制
使能反冲防回
差脉冲宽度的
SPI控制
REFB接收器
REFA差分
接收器使能 使能
保留
0x01A
PLL1
输入接收器
控制
REFB差分
REF_TEST
输入接收器 接收器使能
使能
0x01B
REF_TEST、
REFA、REFB和
ZD_IN控制
保留
保留
零延迟模式 PLL1的OSC_IN
信号反馈
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
ZD_IN
单端接收
器模式
使能
(CMOS
模式)
参考选择模式
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0x00
0x00
0x00
0x0C
PLL1电荷泵模式
反冲防回差脉冲宽度
控制
REFA
接收器
使能
0x00
0x00
0x00
10位PLL1反馈分频器[9:8]
(MSB)
保留
0x00
0x00
输入REFA、
REFB接收
器掉电
控制使能
ZD_IN差分
接收器
模式使能
0x00
OSC_IN 单端
接收器模式
使能
(CMOS模式)
REFB
单端接收器
模式使能
(CMOS模式)
OSC_IN差分
接收器模式
使能
0x00
REFA
单端接收器
模式使能
(CMOS模式)
0x00
保留
保留
0x00
AD9524
地址
(十六
进制)
0x01D
寄存器名称
PLL1环路
滤波器零点
电阻控制
输出PLL (PLL2)
PLL2电荷泵
0x0F0
控制
PLL2反馈N
0x0F1
分频器控制
(MSB)
位7
保留
位6
保留
位5
保留
位4
保留
B计数器
PLL2锁定
保留
检测器掉电
使能倍频器 使能反冲防回
差脉冲宽度的
SPI控制
0x0F3
VCO控制
保留
保留
保留
0x0F4
VCO分频器
控制
PLL2环路
滤波器控制
(9位)
保留
保留
保留
0x0F9
保留
时钟分配
通道0
0x196
控制
0x197
0x198
通道1
0x199
控制
0x19A
0x19B
0x19C
0x19D
0x19E
0x19F
0x1A0
0x1A1
0x1AE
0x1AF
0x1B0
0x1B1
0x1B2
0x1B3
通道2
控制
通道3
控制
通道4
控制
通道5
控制
位1
PLL1环路滤波器RZERO
极点2电阻(RPOLE2)
0x04
反冲防回差脉冲宽度
控制
当PLL2解锁时, 保留
强制释放分配
同步
VCO分频
保留
器掉电
零点电阻(RZERO)
强制VCO
工作在中
点频率
PLL2电荷泵模式
校准VCO
(非自清零)
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
通道掉电
低功耗模式
分频器输出 忽略同步
反相
分频器输出 忽略同步
反相
分频器输出 忽略同步
反相
分频器输出 忽略同步
反相
0x03
0x00
0x00
极点1电容(CPOLE1)
保留
分频器输出 忽略同步
反相
保留
VCO分频器
保留
分频器输出 忽略同步
反相
默认值
(十六
进制)
0x00
0x00
A计数器
PLL2控制
0x0F6
位2
PLL2电荷泵控制
0x0F2
0x0F5
位3
(LSB)
位0
0x00
旁路内部RZERO
电阻
保留
0x00
0x00
驱动器模式
0x00
10位通道分频器[7:0] (LSB)
分频器相位[5:0]
低功耗模式
通道掉电
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]
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
0x00
10位通道分频器[7:0] (LSB)
分频器相位[5:0]
低功耗模式
通道掉电
10位通道分频器[9:8] (MSB)
驱动器模式[3:0]
0x1F
0x04
0x20
10位通道分频器[7:0] (LSB)
分频器相位[5:0]
低功耗模式
通道掉电
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[7:0] (LSB)
分频器相位[5:0]
低功耗模式
通道掉电
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]
Rev. D | Page 40 of 56
10位通道分频器[9:8] (MSB)
0x1F
0x04
AD9524
地址
(十六
进制)
0x1BA
寄存器名称
PLL1输出控制
(MSB)
位7
保留
位6
保留
位5
保留
位4
位3
PLL1输出CMOS
驱动器强度
位2
PLL1输出通道
控制
PLL1输出
保留
驱动器掉电
保留
保留
保留
保留
VCXO时钟路
由至通道
1分频器输入
回读
0x22C
回读0
REF_TEST状态
REFB状态
REFA状态
锁定检测PLL2 锁定检测PLL1
回读1
PLL1反馈
时钟状态
保留
VCXO状态
0x22D
PLL2参考
时钟状态
保留
保留
保留
保持模式
激活
所选参考
(自动模
式下)
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
状态监控器0控制
状态监控器1控制
STATUS1 STATUS0
使能STATUS0
引脚分频 引脚分频
引脚上的
器使能
Status_EEPROM 器使能
保留
保留
保留
0x1BB
其它
0x230
0x231
0x232
状态信号
0x233
0x234
关断控制
更新所有
寄存器
EEPRO缓冲器
0xA00
EEPROM缓冲
0xA01
0xA02
0xA03
0xA04
0xA05
0xA06
0xA07
0xA08
0xA09
0xA0A
0xA0B
段寄存器1到
EEPROM缓冲
段寄存器3
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
保留
保留
保留
位1
PLL1输出分频器
PLL1掉电
指令(数据)[7:0](串行端口配置寄存器)
保留
PLL2关断
(LSB)
位0
VCXO时钟路
由至通道
0分频器输入
默认值
(十六
进制)
0x00
0x80
VCO校准
进行中
0x00
0x00
0x00
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)
分配掉电
0x07
IO_Update
0x00
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
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AD9524
地址
(十六
进制)
0xA0C
0xA0D
0xA0E
0xA0F
0xA10
0xA11
0xA12
0xA13
0xA14
寄存器名称
(MSB)
位7
位6
位5
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
EEPROM缓冲
0xA16
段寄存器23
EEPROM控制
Status_ EEPROM 保留
0xB00
(只读)
EEPROM错误
保留
0xB01
校验回读
(只读)
EEPROM控制1 保留
0xB02
位4
位3
指令(数据)[7:0](分频器段)
EEPROM控制2
保留
位1
默认值
(十六
进制)
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
0x80
数据结束
0xFF
0xA15
0xB03
位2
(LSB)
位0
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
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Status_
EEPROM(只读)
EEPROM数据
错误(只读)
0x00
使能EEPROM
写入
REG2EEPROM
0x00
0x00
0x00
AD9524
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32.SPI模式串行端口配置
地址
0x000
位
7
6
5
4
[3:0]
0x004
0
位名称
SDO有效
说明
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。
LSB优先/
SPI MSB或LSB数据方向。I2C模式下忽略此位。
地址递增
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
软复位。
1(自清零):软复位;恢复内部寄存器的默认值。
保留
保留。
镜像[7:4]
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。
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。
表33.I2C模式串行端口配置
地址
0x000
位
[7:6]
5
4
[3:0]
0x004
0
位名称
保留
软复位
说明
保留。
软复位。
1(自清零):软复位;恢复内部寄存器的默认值。
保留
保留。
镜像[7:4]
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。
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。
表34.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 (MSB)
说明
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AD9524寄存器设置。它对AD9524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AD9524寄存器设置。它对AD9524的操作无任何影响(默认值:0x00)。
Rev。
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AD9524
输入PLL (PLL1)(地址0x010至地址0x01D)
表35. PLL1 REFA R分频器控制
地址
0x010
0x011
位
[7:0]
位名称
REFA R分频器
[1:0]
说明
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36. PLL1 REFB R分频器控制1
地址
0x012
0x013
1
位
[7:0]
位名称
REFB R分频器
[1:0]
说明
10位REFB R分频器的位[7:0] (LSB)。1分频至1023分频。
00000000、00000001:1分频。
10位REFB 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37. 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
说明
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
说明
保留
表38. PLL1保留
地址
0x015
位
[7:0]
表39. PLL1反馈N分频器控制
地址
0x016
位
[7:0]
0x017
[1:0]
位名称
PLL1反馈N分频器控制(N_PLL1)
说明
10位反馈分频器的位[7:0] (LSB)。1分频至1023分频。00000000、00000001:1分频。
10-10位反馈分频器的位[1:0] (MSB)。
表40. PLL1电荷泵控制
地址
0x018
0x019
位
7
[6:0]
[7:5]
4
位名称
PLL1电荷泵三态
PLL1电荷泵控制
保留
使能反冲防回差脉冲宽度的
SPI控制
说明
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至高电平(相当于寄存器0x019的位
[3:2] = 10)
1: 反冲防回差周期由寄存器0x019的位[3:2]定义。
[3:2]
反冲防回差脉冲宽度控制
[1:0]
PLL1电荷泵模式
控制PFD反冲防回差周期。
00(默认):最短。
01: 低电平。
10: 高电平。
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: (默认)三态。
01: 增强。
10: 减弱。
11: 正常。
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AD9524
表41. PLL1输入接收器控制
地址
0x01A
位
7
6
5
4
3
2
1
0
位名称
REF_TEST输入接收器使能
说明
1: 使能。
0: 禁用(默认)。
REFB差分接收器使能
1: 差分接收器模式。
0: 单端接收器模式(同时取决于寄存器1x01B的位0)(默认)。
REFA差分接收器使能
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接收器使能
REFB接收器掉电控制模式(仅当位2 = 1时)。
1: 使能REFB接收器。
0: 关断(默认)。
REFA接收器使能
REFA接收器掉电控制模式(仅当位2 = 1时)。
1: 使能REFA接收器。
0: 关断(默认)。
输入REFA和REFB接收器掉电控制 使能REFA和REFB输入接收器的掉电控制。
1: 掉电控制使能。
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。
OSC_IN 单端接收器模式使能
1: 选择振荡器输入的负接收器(OSC_IN引脚)。
(CMOS模式)
0: 选择振荡器输入的正接收器(OSC_IN引脚)(默认)。
OSC_IN差分接收器模式使能
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42. REF_TEST、REFA、REFB和ZD_IN控制
地址
0x01B
位
[7:6]
5
位名称
保留
零延迟模式
4
PLL1的OSC_IN信号反馈
3
ZD_IN 单端接收器模式使能
(CMOS模式)
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)
0
REFA 单端接收器模式使能
(CMOS模式)
说明
0: 保留(默认)。
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)。
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。
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。
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。
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AD9524
表43. PLL1其它控制
地址
0x01C
1
位
7
位名称
使能REFB R分频器独立分频控制
6
当参考时钟故障时,OSC_CTRL
控制电压变为VCC/2
5
[4:2]
保留
参考选择模式
[1:0]
保留
说明
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。
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)。
保留。
设置REFA、REFB模式选择(默认值 = 000)。
REF_SEL
位2
说明
位4
位3
引脚
X1
0
0
0
非恢复式:继续使用REFB。
1
X
0
0
1
恢复使用REFA。
X1
0
1
0
选择REFA。
X1
0
1
1
选择REFB。
0
1
X1
X1
REF_SEL引脚 = 0(低电平):REFA。
1
1
X1
X1
REF_SEL引脚 = 1(高电平):REFB。
0: 保留(默认)。
X = 无关位。
表44. PLL1环路滤波器零点电阻控制
地址
0x01D
位
[7:4]
[3:0]
位名称
保留
PLL1环路滤波器RZERO
说明
保留。
设置零点电阻RZERO的值。
位3
0
0
0
0
0
0
0
0
1
位2
0
0
0
0
1
1
1
1
0
位1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
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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
AD9524
输出PLL (PLL2)(地址0x0F0至地址0x0F9)
表45. PLL2电荷泵控制
地址
0x0F0
位
[7:0]
位名称
PLL2电荷泵控制
说明
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46. PLL2反馈N分频器控制
地址
0x0F1
位
[7:6]
[5:0]
位名称
A计数器
B计数器
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
说明
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
支持的N分频(4 × B + A)
16, 17
20, 21, 22
24, 25, 26
28, 29 … 直至255
表47. PLL2控制
地址
0x0F2
位
7
位名称
PLL2锁定检测器掉电
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
说明
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[3:2]的功能。设置防反冲脉冲宽度为最小值。通过将位4从
默认0改为1,位[3:2]随后默认变为00。
0(默认):器件自动控制反冲防回差周期至高电平(相当于寄存器0x0F2的位
[3:2] = 10)
1: 反冲防回差周期由寄存器0x0F2的位[2:1]定义(推荐设置)。
控制PLL2的PFD反冲防回差周期。
00(默认):最短(建议设置)。
01: 低电平。
10: 高电平。
11: 最长。
只有寄存器0x0F2的位4 = 1,这些位才有效。
控制PLL2电荷泵的模式。
00: 三态。
01: 增强。
10: 减弱。
11(默认):正常。
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AD9524
表48. VCO控制
地址
0x0F3
位
[7:5]
4
位名称
保留
当PLL2解锁时,强制释放分配
同步
3
2
保留
强制VCO工作在中点频率
1
校准VCO(非自清零)
0
保留
说明
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):值必须保持为0。
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。
保留。
表49. 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
说明
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
1
1
0
10分频
1
1
1
11分频
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AD9524
表50. PLL2环路滤波器控制
地址
0x0F5
位
[7:6]
[5:3]
[2:0]
0x0F6
[7:1]
0
位名称
极点2电阻(RPOLE2)
零点电阻(RZERO)
极点1电容(CPOLE1)
保留
旁路内部RZERO电阻
说明
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。
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AD9524
时钟分配(地址0x196至地址0x1A1、地址0x1AE至地址0x1B3、地址0x1BA和地址0x1BB)
表51. 通道0至通道5控制(此表适用于所有6个通道)
地址
0x196
0x197
位
7
6
位名称
分频器输出反相
忽略同步
5
通道掉电
4
低功耗模式(仅差分模式)
[3:0]
驱动器模式
[7:0]
通道分频器位[7:0] (LSB)
说明
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。
驱动器模式。
位3
位2
位1
位0
驱动器模式
0
0
0
0
三态输出
0
0
0
1
LVPECL (8 mA)
0
0
1
0
LVDS (3.5 mA)
0
0
1
1
LVDS (7 mA)
0
1
0
0
HSTL-0 (16 mA)
0
1
0
1
HSTL-1 (8 mA)
0
1
1
0
CMOS(两路输出同相)
+引脚:相对于分频器输出为(+)相
− Pin: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
− Pin: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
− Pin:高阻态
1
0
0
1
CMOS
+引脚:高阻态
− Pin:相对于分频器输出为(+)相
1
0
1
0
CMOS
+引脚:高阻态
− Pin:高阻态
1
0
1
1
CMOS(两路输出同相)
+引脚:相对于分频器输出为(-)相
− Pin:相对于分频器输出为(-)相
1
1
0
0
CMOS(两路输出错相)
+引脚:相对于分频器输出为(-)相
− Pin:相对于分频器输出为(+)相
1
1
0
1
CMOS
+引脚:相对于分频器输出为(-)相
− Pin:高阻态
1
1
1
0
CMOS
+引脚:高阻态
− Pin:相对于分频器输出为(-)相
1
1
1
1
三态输出
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,位[7:0] (LSB)。
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AD9524
地址
0x198
位
[7:2]
位名称
分频器相位
[1:0]
通道分频器位[9:8] (MSB)
说明
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)。
表52. PLL1输出控制(PLL1_OUT,引脚46)
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
说明
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53. PLL1输出通道控制
地址
0x1BB
位
7
[6:2]
1
0
位名称
PLL1输出驱动器掉电
保留
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
说明
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。
回读(地址0x22C至地址0x22D)
表54. 回读寄存器(回读0和回读1)
地址
0x22C
位
7
位名称
PLL2参考时钟状态
6
PLL1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
说明
1: 确定
0: 关闭/时钟丢失
1: 确定
0: 关闭/时钟丢失
1: 确定
0: 关闭/时钟丢失
1: 确定
0: 关闭/时钟丢失
1: 确定
0: 关闭/时钟丢失
1: 确定
0: 关闭/时钟丢失
1: 锁定
0: 未锁定
1: 锁定
0: 未锁定
Rev. D | Page 51 of 56
AD9524
地址
0x22D
位
[7:4]
3
位名称
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
说明
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
其它(地址0x230至地址0x234)
表55. 状态信号
地址
0x230
位
[7:6]
[5:0]
位名称
保留
状态监控器0控制
说明
保留
位5
位4
位3
位2
位1
位0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
注意,010111之后的所有位组合保留。
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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
AD9524
地址
0x231
位
[7:6]
[5:0]
位名称
保留
状态监控器1控制
0x232
[7:5]
4
保留
使能STATUS0引脚上的
Status_EEPROM
STATUS1引脚分频器
使能
3
2
STATUS0引脚分频器
使能1
1
0
保留
同步分频器(手动控制)
说明
保留。
位5
位4
位3
位2
位1
位0
多路复用输出
0
0
0
0
0
0
GND
0
0
0
0
0
1
PLL1和PLL2均锁定
0
0
0
0
1
0
PLL1锁定
0
0
0
0
1
1
PLL2锁定
0
0
0
1
0
0
两个参考均丢失(REFA和REFB)
0
0
0
1
0
1
两个参考均丢失且PLL2锁定
0
0
0
1
1
0
选择REFB(仅适用于自动选择模式)
0
0
0
1
1
1
REFA正常
0
0
1
0
0
0
REFB正常
0
0
1
0
0
1
REF_TEST正常
0
0
1
0
1
0
VCXO正常
0
0
1
0
1
1
PLL1反馈正常
0
0
1
1
0
0
PLL2反馈时钟正常
0
0
1
1
0
1
保留
0
0
1
1
1
0
REFA和REFB正常
0
0
1
1
1
1
所有时钟正常(REF_TEST除外)
0
1
0
0
0
0
GND
0
1
0
0
0
1
GND
0
1
0
0
1
0
GND
0
1
0
0
1
1
GND
0
1
0
1
0
0
PLL2反馈2分频
0
1
0
1
0
1
PLL2 PFD降2分频
0
1
0
1
1
0
PLL2 REF 2分频
0
1
0
1
1
1
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. D | Page 53 of 56
AD9524
表56. 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
说明
保留。
1: 关断(默认)。
0: 正常工作。
1: 关断(默认)。
0: 正常工作。
关断分配。
1: 关断(默认)。
0:正常工作。
表57. 更新所有寄存器
地址
0x234
位
[7:1]
0
位名称
保留
IO_Update
说明
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58. EEPROM缓冲段
地址
0xA00
至
0xA16
位
[7:0]
位名称
EEPROM缓冲段
寄存器1到
EEPROM缓冲段
寄存器23
说明
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59. Status_EEPROM
地址
0xB00
位
[7:1]
0
位名称
保留
Status_EEPROM
(只读)
说明
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60. 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)
说明
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. D | Page 54 of 56
AD9524
表61. EEPROM控制1
地址
0xB02
位
[7:2]
1
位名称
保留
Soft_EEPROM
0
使能EEPROM写入
说明
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AD9524。
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62. EEPROM控制2
地址
0xB03
位
[7:1]
0
位名称
保留
REG2EEPROM
说明
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. D | Page 55 of 56
AD9524
外形尺寸
0.30
0.23
0.18
0.60 MAX
0.60 MAX
37
48
1
36
PIN 1
INDICATOR
6.85
6.75 SQ
6.65
0.50
REF
5.25
5.10 SQ
4.95
EXPOSED
PAD
25
TOP VIEW
1.00
0.85
0.80
12° MAX
0.80 MAX
0.65 TYP
0.50
0.40
0.30
12
13
24
0.25 MIN
5.50 REF
0.05 MAX
0.02 NOM
COPLANARITY
0.08
0.20 REF
SEATING
PLANE
PIN 1
INDICATOR
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VKKD-2
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
06-05-2012-A
7.10
7.00 SQ
6.90
图45. 48引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ]
7 mm × 7 mm,超薄体
(CP-48-1)
图示尺寸单位:mm
订购指南
型号1
AD9524BCPZ
AD9524BCPZ-REEL7
AD9524/PCBZ
1
温度范围
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
封装描述
48引脚引线框芯片级封装[LFCSP_VQ]
48引脚引线框芯片级封装[LFCSP_VQ]
评估板
Z = 符合RoHS标准的器件。
I2C指最初由Philips Semiconductors(现为NXP Semiconductors)开发的一种通信协议。
©2010–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D09081sc -0-2/13(D)
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封装选项
CP-48-1
CP-48-1