頻率源可以說是一個通信系統(tǒng)的心臟，心臟的好壞很大程度上決定著一個機體的健康狀況，而鎖相環(huán)又是頻率源的主要組成部分，因此性能優(yōu)異的鎖相環(huán)芯片對于通信系統(tǒng)來說是非常重要的。
鎖相環(huán)的相位噪聲對電子設(shè)備和電子系統(tǒng)的性能影響很大。從頻域看它分布在載波信號兩旁按冪律譜分布，無論做發(fā)射激勵信號，還是接收機本振信號以及各種頻率基準時，這些相位噪聲將在解調(diào)過程中都會和信號一樣出現(xiàn)在解調(diào)終端，引起基帶信噪比下降，誤碼率增加。
低相噪Hittite鎖相環(huán)產(chǎn)品分為集成VCO和沒有集成VCO兩種。集成VCO的PLL芯片包括了HMC820，HMC821，HMC826等。下面是與市場上同類產(chǎn)品的對比，以工作頻段1720~2080MHz為例：
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A公司 |
B公司 |
HMC821 |
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在1kHz頻偏處相噪 |
-85 dBc/Hz |
-88 dBc/Hz |
-107dBc/Hz |
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在10kHz頻偏處相噪 |
-89 dBc/Hz |
-96 dBc/Hz |
-112 dBc/Hz |
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輸出功率 |
3dBm |
2dBm |
10dBm |
HMC820，HMC821在芯片內(nèi)部的頻率輸出端集成了放大器，因此其輸出功率高于同類產(chǎn)品，在某些情況下，可以直接做為LO輸出推動混頻器，省掉一個本振口緩沖放大器，為設(shè)計者節(jié)省了空間和bom成本。
HMC820,HMC821是多頻段產(chǎn)品，可工作在三個頻段，如HMC821的工作頻段包括了860~1040MHz，1720~2080MHz，及3440~4160MHz。以 1800MHZ, 900MHZ GSM 直放站為例，由于HMC821采用了內(nèi)部集成分頻器的方式，只用一顆HMC821芯片，使用同樣的環(huán)路濾波器電路，就能滿足900和1800MHz兩個頻段要求，這大大加快了設(shè)計進程。
Hittite公司內(nèi)部集成VCO鎖相環(huán)芯片采用獨特的開關(guān)設(shè)計，如下圖所示
芯片自動根據(jù)需要選擇合適的開關(guān)，這種設(shè)計使用較小的電壓就可以驅(qū)動VCO工作。在設(shè)計環(huán)路濾波器時不必使用運放等有源電路，僅用無源濾波器就可以實現(xiàn)。這使得外圍電路較為簡單，減輕了RF工程師的負擔。
在微波頻段Hittite公司集成VCO的PLL芯片有HMC764，HMC765，HMC783，HMC807，工作頻段涵蓋了7.3-13.4GHz。HMC764在10kHz頻偏處的相位噪聲約為-102dBc/Hz,在分數(shù)模式下，其RMS Jitter為196 fs 。{$page$} 如果客戶對PLL性能有更高的要求，可以用沒有集成VCO的PLL芯片搭配合適的外圍電路來實現(xiàn)。沒有集成VCO的PLL芯片包括了HMC440，HMC698，HMC699，HMC700，HMC701，HMC702。
以HMC700為例，芯片內(nèi)部由鑒相器，電荷泵，N,R分頻器構(gòu)成，獨有支持串口讀寫功能。HMC700外圍電路隔離度設(shè)計良好時雜散可以低至-100dBc，遠高于市場同類產(chǎn)品-80dBc的水平。下表是一些其他性能的比較。
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A公司產(chǎn)品 |
B公司產(chǎn)品 |
HMC700 |
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最大工作頻率 |
7.5GHz |
6GHz |
8GHz |
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在6GHz處相噪 |
-87 |
-88 |
-103 |
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Figure of Merit |
-210 |
-213 |
-221 |
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防滑設(shè)置 |
有 |
有 |
有 |
如果設(shè)計者對PLL芯片的相噪性能有近似苛刻的要求，相信Hittite公司的HMC440仍能助你一臂之力。該芯片是專為低相噪應(yīng)用設(shè)計的，當參考頻率是100MHz時，在10KHz頻偏處，相噪低至-153dBc/Hz，測試結(jié)果如下圖
Hittite公司以創(chuàng)新的設(shè)計使得其PLL產(chǎn)品性能優(yōu)異，在相位噪聲，雜散方面有著卓越表現(xiàn)，其芯片的高集成度使得外圍電路簡單，設(shè)計方便。所以隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對頻率源的相位噪聲性能要求越來越高，Hittite的低相位噪聲PLL，在物理、天文、無線電通信、雷達、航空、航天以及精密計量、儀器、儀表等各種領(lǐng)域里都將大有用武之地。■