尤其在无线通讯运用中，常常需求以十分短的时刻切换 PLL (锁相环) 合成器的输出频率。在这类状况下，人们常常期望在相对较大的频率跳变之后，以不到 20µs 时刻完成安稳的输出频率。以下咱们将介绍，集成了 VCO 的超低噪声和超低寄生 0.37GHz 至 6.39GHz 整数 N PLL 合成器 LTC6946 怎样才能完成这样的方针。
更具体地说，针对 20MHz 频率阶跃，咱们挑选恰当的 LTC6946 参数以使其输出在尽可能短的时刻里安稳至终究频率的 10kHz 之内。就本例而言，关于 LTC6946 咱们能够选用一个 20MHz 的比较频率(相位-频率检波器频率，即 fPFD)。举个比如，这意味着假如基准输入频率 (fREF) 为 100MHz，则基准分频器 (R) 必需设定为等于 5。
在 PLL 体系中完成一个安稳环路的经历法则是使环路带宽 (LBW) 至少比 fPFD 小 10 倍。因而，并且为了优化快速安稳，在本例中咱们能够设定 LBW = 2MHz。这与把 LBW 设定为等于频率偏移的做法正相反，这儿，PLL 的带内相位噪声与 VCO 的相位噪声穿插以优化全体相位噪声功能。
咱们挑选由 LTC6946-3 发生 4GHz 输出信号，并运用 PLLWizard™ 软件东西来承认，树立 LTC6946 周边电路所需的滤波器组件值。PLLWizard 是一款免费东西，以辅佐 LTC6946 的规划和仿真。
在 PLLWizard GUI 中输入所期望的 fPFD 和 LBW 值并点击几下鼠标后，咱们就有了环路滤波器组件值，咱们能够将这些组件安装到 LTC6946 电路中。图 1 的屏幕截图显现，PLLWizard 东西是怎样简化 LTC6946 的规划进程的。为了核实咱们的作业是否正确，咱们在给定条件下仿真 LTC6946 的预期相位噪声。图 1 包含 PLLWizard 的猜测。
图 1：在 4GHz、20MHz fPFD 和 2MHz LBW 时，PLLWizard 东西的设置以及对 LTC6946 相位噪声的猜测
接下来，咱们给电路加电，用 Keysight E5052A 信号源分析仪丈量相位噪声。图 2 显现，这一丈量成果与上述仿真成果十分共同。
图 2：Keysight E5052A 信号源分析仪测得的 LTC6946 的输出相位噪声
现在，咱们来检查一下，从 3.98GHz 到 4.00GHz 阶跃 20MHz 之后，LTC6946 的输出安稳到与终究频率值相差 10kHz 以内有多快。E5052A 可捕捉瞬态呼应，如图 3 所示。
图 3：在 20MHz 频率跳变后，LTC6946 输出的安稳进程
咱们经过缩小上述丈量中 E5052A 检测器的带宽来扩大 y 轴，以更精确地承认安稳时刻。图 4 阐明晰 LTC6946 的输出是怎样在不到 15µs 时刻内安稳到与终究频率值相差不到 10kHz 的规模内的。
图 4：在 20MHz 频率阶跃后，LTC6946 的输出在不到 15µs 时刻内安稳
应该说到的是，集成了 VCO 的新式合成器 IC 用多个内部 VCO 子频段来包括其整个输出频率规模。每次合成器 IC 的输出频率改动时，该 IC 都必须运转一次内部 VCO 校准例程，以承认正确的 VCO 子频段。在 PLL 的 LBW 相对较大的状况下，如咱们的比如中那样，当切换频率时，终究承认校准流程所需的时刻会占安稳时刻的很大部分。因为 LTC6946-3 一般能够在略多于 10µs 的时刻内运转这种校准流程，所以咱们能够完成约为 15µs 的总安稳时刻。
图 3 和图 4 显现，在 VCO 校按时，LTC6946 的输出频率跳来跳去。这儿显现这种行为是为了阐明原因。在大多数实践状况下，人们不期望让输出频率这样跳来跳去。将 LTC6946 上的“MTCAL”寄存器设定为“1”(“1”是缺省值)，就可经过在校按时按捺 RF 输出来应对这种状况。主张“MTCAL”一直设定为“1”。
您能够遵循和修正本文供给的过程，以承认合适您的运用参数。DC1705 (LTC6946 演示电路板) 为在各种滤波器和频率装备状况下评价 PLL 的功能供给了一个全面的开发渠道。DC2026 Linduino® USB 操控器电路板在 PLL 演示电路板和运用 PLLWizard 东西的 PC 之间供给通讯接口。
PLLWizard GUI 答应全面操控 DC1705。不过，为了在十分短的时刻内设定 PLL IC 以完成快速频率切换，咱们会编写一些 Linduino 代码，并以 DC2026 的最高 SPI 接口速度运转 DC2026。要经过 SPI 接口快速设定 PLL IC，运用 DC2026 和定制代码是至关重要的，假如需求，还能够运用 Arduino IDE 供给一种代码开发环境。
咱们现已评价了咱们的快速安稳合成器的相位噪声行为。但是，考虑到咱们现已使环路带宽相对较大，所以有人可能会问，寄生功能会遭到怎样的影响。有人可能会预期，运用典型的合成器 %&&&&&% 时，寄生功能在这些条件下会遭到危害。运用 LTC6946 时状况却不是这样的。在 2MHz 环路带宽和 20MHz fPFD 时，完成挨近 -90dBc 的基准杂散噪声 (从 4GHz 载波偏移 fPFD = 20MHz 时不想要的信号) 是有目共睹的，正如图 5 显现的 LTC6946 频谱所承认的那样。
图 5：LTC6946 的输出频谱，在 4GHz 输出、环路带宽为 2MHz 时展现了不同寻常的低杂散噪声
LTC6946 以能够发生低相位噪声和低寄生输出而出名。咱们在本文中展现了，运用 LTC6946， 能够在不危害寄生功能的状况下，完成超快频率切换。在跳频通讯运用中，要发生低相位噪声频率，LTC6946 是超卓的挑选。
