MAX2395鎖相環(huán)(PLL)在鑒相頻率為80kHz時的性能

針對WCDMA/UMTS系統(tǒng)，該應用筆記介紹了在鑒相頻率為80kHz時，使用MAX2395的一個優(yōu)化的環(huán)路濾波器設計。參考頻率是13MHz或26MHz，而且也展示了誤差向量值(EVM)結(jié)果。

簡介

MAX2395是應用于WCDMA/UMTS發(fā)射器中完全單片集成的類似直接變頻調(diào)制IC。根據(jù)該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其射頻(RF)輸出頻率是RF本振(LO)頻率的5/6倍。該本振頻率是由片上整數(shù)N分頻的PLL產(chǎn)生的。由于WCDMA系統(tǒng)中的柵格頻率是200kHz，MAX2395 PLL需要提供240kHz步進頻率(即200的6/5倍)。對于WCDMA用戶終端應用中最常用的參考頻率，如19.2MHz和15.36MHz，內(nèi)部PLL整數(shù)分頻器可以分別由80和64很容易地產(chǎn)生240kHz的鑒相頻率。Maxim評估板是根據(jù)19.2MHz參考頻率來設計的。

在UMTS系統(tǒng)中經(jīng)常用到的13MHz或26MHz參考頻率不是240kHz的整數(shù)倍，因此需要將MAX2395中PLL使用的鑒相頻率減小到一個數(shù)，這個數(shù)的倍數(shù)是240kHz和13/26MHz。對于26MHz晶振來說，鑒相頻率通常是80kHz，這就可以通過使用3個80kHz步進頻率來獲得240kHz信道柵。80kHz PLL頻率表示相同本振“N分頻”值的3倍，這就導致閉環(huán)相位噪聲(20logN)增加10dB。

一般說來，由于PLL對EVM的影響與其綜合相位誤差成正比，所以誤差向量值(EVM，error vector magnitude)也會降低。因為鑒相泄露在環(huán)路濾波器中的衰減變小，故需要重新設計環(huán)路濾波器以平衡綜合相位誤差、鎖定時間和鑒相泄露衰減。

環(huán)路濾波器部分

鑒相頻率為240kHz的環(huán)路濾波器帶寬大約是12kHz ，而鑒相頻率為80kHz情況下的帶寬大約是7kHz。環(huán)路濾波器元器件的對應值如下表所示：

表1.

有關無源環(huán)路濾波器拓撲，請參考下面原理圖(圖1)。

圖1.

測試數(shù)據(jù)

在Maxim WCDMA參考設計板上分別使用19.2MHz和26MHz晶振來測試MAX2395的性能。所有測試曲線圖如圖2至圖7所示。

圖2. 參考晶振為19.2MHz的相位噪聲曲線

圖3. 參考晶振為26MHz的相位噪聲曲線

圖4. 參考晶振為19.2MHz的RF輸出EVM

圖5. 參考晶振為26MHz的RF輸出EVM

圖6. 晶振為19.2MHz時，在60MHz的帶寬內(nèi)跳變時的PLL鎖定時間

圖7. 晶振為26.0MHz時，在60MHz帶寬內(nèi)跳變時的PLL鎖定時間

鑒相頻率為240kHz時，從500Hz至1.92MHz的綜合相位差是1.98度，鑒相頻率為80kHz時則為2.75度。前者在RF輸出5.5%的EVM結(jié)果，而后者為7.2%。晶振為19.2MHz時，針對60MHz的跳變頻率帶寬，環(huán)路鎖定時間為720μs，晶振為26MHz時的鎖定時間為820μs。兩種情況下的鑒相泄露衰減相似，都約為-40dBc。

審核編輯：郭婷