HMC830LP6GE寄存器快速编程指导

V.Aug-20,2012产品应用指南©2008HittiteMicrowaveCorporation,AllRightsReserved2ElizabethDrive,Chelmsford,MA01824,USAPhone:+001-978-250-3343Fax:[phone]HMC830LP6GE寄存器编程的快速指导概述HMC830LP6GE是HittiteMicrowave公司推出的一款25MHz到3GHz的频率合成芯片。该芯片拥有宽带、超低噪声、超低杂散的特性，自从发布以来受到了广大射频工程师的好评。但是很多用户也在不断抱怨“该器件的寄存器过多，《操作指南》过长，以至于编程无从下手”。本文旨在帮助广大用户采用最简单的方法对HMC830LP6GE进行控制，实现常规功能。如需进一步了解这个器件的其它特殊的功能，欢迎联系HittiteMicrowave公司寻求技术支持：[e-mail]小数模式的控制方法介绍编程顺序寄存器编号寄存器值0REG00h95198h1REG01h2h2REG02h1h3REG03h22h4REG05hE090h5REG05h898h6REG05h0h7REG06h30F4Ah8REG07hCCDh9REG08hC1BEFFh10REG09h5DF76Eh11REG0Ah2046h12REG0Bh7C061h13REG0Fh81h14REG04h3851EB如果参考输入频率小于200MHz，可以不写推荐应用条件：PFD=61.44MHz,RFOut=2111MHz推荐锁定指示输出N分频器的小数部分，必须放在最后VCO输出为单端，仅RF_N输出必须,打开所有VCO的可用频段PFD工作在小数模式，ModeB锁定窗口宽度PFD增益与CP漏电流说明R分频器CEN由SPI程序控制N分频器的整数部分VCO输出分频比为“1”，增益最大只读，用于检测SPI通信是否正常表1：HMC830LP6GE小数模式控制方法举例REG00h=95198h，这是芯片的ID，只读，不需要写入，用于检测SPI的通信是否正常，一般只是用于产品的最初调试或者故障检测中。V.Aug-20,2012产品应用指南©2008HittiteMicrowaveCorporation,AllRightsReserved2ElizabethDrive,Chelmsford,MA01824,USAPhone:+001-978-250-3343Fax:[phone]REG01h=2h，用于指定CEN（Chipenable）功能只由SPI程序控制，并且已经处于“打开”状态。CEN功能也可以直接通过HMC830LP6GE的第17管脚(CEN)的高低电平实现，这时寄存器应该设置为：REG01h[0]=1。这两种CEN实现方法，在实际应用只能选择一种。另外要注意，这里的CEN只能对VCO子系统之外的部分有效，关闭之后大约节省60mA左右的电流，但是VCO依然处于工作状态。如果关掉VCO的输出，则需要通过REG05h实现，请参考后面章节的介绍。对于大多数的应用只需要对VCO进行打开和关断控制，因此CEN功能可以始终设置在“打开”的状态。REG02h=1h，用于设定R分频器为1。HMC830LP6GE最大鉴相频率在整数模式下为125MHz，小数模式下为80MHz（ModeA）或者是100MHz（ModeB）。但是参考源的最高允许输入频率可达350MHz，因此需要合理设置R分频器，避免超过器件规定的最大鉴相频率。REG03h=2Ah，用于设定N分频器的整数部分，计算方法是：2111MHz34.358723422h(1661.44MHz=→⇒取整数进制）REG05h是用来控制VCO子系统的“窗口”，有严格的格式要求：最右边3位[2:0]为器件的标志位，对于HMC830LP6GE来说设置为000；中间4位[6:3]为VCO子系统的地址位；最高9位[15:7]为VCO子系统的数据位。控制VCO的各种功能就需要对REG05h进行多次写入，例如表1中REG05h写入了3次。但是即便是多次写入，也只能读出最后一次写入的内容。REG05h=E090h，用于设定VCO输出端分频器的取值为1，同时RF输出端放大器的增益为最大值。在这个例子中的含义是：V.Aug-20,2012产品应用指南©2008HittiteMicrowaveCorporation,AllRightsReserved2ElizabethDrive,Chelmsford,MA01824,USAPhone:+001-978-250-3343Fax:[phone]REG05hE090h1110000010010000[2:0]000HMC830LP6GE[6:3]0010VCO_Reg02h[15:7][111000001]1==⇒=⇒=⇒=，，，分频器为，射频增益最大HMC830LP6GE内部VCO的频段为1.5GHz到3.0GHz。如果RF输出频率低于1.5GHz，必须在VCO_Reg02h中设置输出端分频器。最大分频比为62，并且只能为偶数。另外，如果RF输出频率较低，VCO应该选用更高的工作频率，对应的输出端分频比也会更高，这样有利于改善RF输出信号的相位噪声。例如：如果RF的输出频率为500MHz，VCO的工作频率可以是2GHz或者3GHz，但推荐的设置是3GHz，对应的输出端分频比为6，分频器可以对3GHz的VCO相位噪声改善大约15dB。注意，整个“闭环”系统并不包含输出端的分频器。因此，应该按照VCO的实际输出频率计算整数N（REG03h）和小数N（REG04h）。REG05h=898h，用于设定VCO的输出为单端形式，对应的VCO子系统寄存器被设置为VCO_Reg03h[0]=1。注意，单端输出只能选择RF_N（Pin#28）；如果需要差分输出，只需将VCO_Reg03h[0]改为0，对应的完整指令为REG05h=818h，这时RF_N（Pin#28）和RF_P（Pin#29）为差分输出信号。REG05h=0，用于打开VCO子系统中所有VCO的可用频段。只要REG05h做任何改动，这一条指令必须增加在所有REG05h命令行之后。REG06h=30F4Ah，用于设定鉴相器为ModeB，且工作在小数模式。当REG06h[7]=0，REG06h[11]=1时，为小数模式；当REG06h[7]=1，REG06h[11]=0时，为整数模式。有个重要的概念一定要分清楚：小数模式条件下的整数频点与整数模式完全不同。在小数模式时，鉴相器的Delta-Sigma依然保持在打开状态，与对应的整数模式频点相比，带内相位噪声会恶化3dB。另外，Delta-Sigma调制器设定在ModeA时，环路滤波器带内的相噪会有改善；如果设定在ModeB时，环路滤波器的带外相噪会有改善。REG06h的设置方法总结如下：V.Aug-20,2012产品应用指南©2008HittiteMicrowaveCorporation,AllRightsReserved2ElizabethDrive,Chelmsford,MA01824,USAPhone:+001-978-250-3343Fax:[phone].小数模式，ModeB，PFD频率大于50MHz，REG06h=30F4Ah；2.小数模式，ModeB，PFD频率小于等于50MHz，REG06h=F4Ah；3.小数模式，ModeA，PFD频率大于50MHz，REG06h=30F4Eh；4.小数模式，ModeA，PFD频率小于等于50MHz，REG06h=F4Eh。REG07h=CCDh，设定锁定指示窗口宽度为10.2nS。正确设置锁定窗口的宽度，不仅能够保证在全温度条件下都能够产生正确的锁定指示信号，而且能够避免在捕捉VCO反馈信号时出现误判为锁定的现象。REG08h=C1BEFFh，这是器件上电以后的缺省值。如果输入的参考信号频率小于200MHz，可以不用写这个寄存器。如果参考输入信号大于等于200MHz，需要把REG08h[21]改为1，对应完整的REG08h=E1BEFFh。REG09h=5DF76Eh，设定鉴相器的输出CP电流为2.2mA，CP的漏电流为595uA。CP电流有正负之分，必须设定成相等的值。REG09h[7:13]设置CP正电流，REG09h[0:6]设置CP负电流。鉴相器要求CP电流输出与参考信号和VCO的反馈信号之间的相位差呈线性，但是，如果的两个输入信号的相位差很小，鉴相器的输入和输出之间的线性就不能满足。这时在CP电流上合理增加一些漏电流，不仅能够维持线性，保证可靠锁定，而且对于小数模式的杂散也有一定的优化。REG07h和REG09h在常规应用中不需要逐频点进行计算。一般在工作频段的中点计算一次就可以适用于：中心频点±25%的频带范围。关于详细的REG07h和REG09h设定说明，请参考《TheRecommendationstosetREG#7andREG#9ofHittiteFrequencySynthesizerUpdated》REGAh=2046h，用于设定VCO自动校准的相关参数。这条指令不能缺少。这里有一个设置需要注意一下：REGA[14:13]，用于设定VCO子系统自动校准和控制的时钟速率，最大为50MHz。表1中，参考输入信号61.44MHz大于50MHz，因此REGA[14:13]=01，对应的61.44MHz除以4。（作者：高峻）。V.Aug-20,2012产品应用指南©2008HittiteMicrowaveCorporation,AllRightsReserved2ElizabethDrive,Chelmsford,MA01824,USAPhone:+001-978-250-3343Fax:[phone]REGBh=7C061h，这个寄存器一般多用于芯片的测试，对于常规应用，按照这个值写入就行。唯一要注意的是REGB[14:12]对于不同型号的锁相环芯片有明确定义，HMC830LP6GE的设置是REGB[14:12]=100。REGFh=81h，用于设定在锁定状态下器件的LD_LDO管脚能够输出一个高电平（+3.3V）。LD_SDO管脚除了用于锁定指示以外，还可以用作“回读”，因此可以实现多种功能。其他GPO功能的实现方法请参阅《操作指南》中REG0F的设置说明。另外锁定指示也可以通过回读REG12h[1]的状态实现，REG12h[1]=1时为锁定。REG04h=用于设定N分频器的小数部分，一定要放在所有寄存器的最后，用触发VCO子系统的自动校准。计算方法是：2422111MHz=34.3587230.3587236018389.3361.44MHz5BD555h(16×→→⇒小数部分进制)整数模式的控制方法介绍编程顺序寄存器编号寄存器值0REG00h95198h1REG01h2h2REG02h1h4REG05hE090h5REG05h898h6REG05h0h7REG06h307CAh8REG07hCCDh9REG08hC1BEFFh10REG09h376Eh11REG0Ah2046h12REG0Bh7C061h13REG0Fh81h14REG03h2AhN分频器的整数部分，必须放在最后VCO输出分频比为“1”，增益最大应用条件：PFD=61.44MHz,RFOut=2580.48MHz推荐锁定指示输出VCO输出为单端必须，打开VCO的所有可用频段PFD工作在整数模式，ModeB锁定窗口宽度PFD增益说明R分频器CEN由SPI程序控制只读，用于检测SPI通信是否正常如果参考输入频率小于200MHz，可以不写推荐V.Aug-20,2012产品应用指南©2008HittiteMicrowaveCorporation,AllRightsReserved2ElizabethDrive,Chelmsford