通用數字式頻率合成集成電路TSA5526的原理及應用

摘要：TSA5526是Philips公司推出的通用數字頻率合成器集成電路，該芯片具有外圍電路簡(jiǎn)單、與單片機接口方便的特點(diǎn)，可解決頻率合成器設計當中的難題。文中介紹了TSA5526的主要特點(diǎn)、引腳功能、工作原理及應用電路。

１　概述

頻率合成技術(shù)是近代無(wú)線(xiàn)電技術(shù)發(fā)展中的一門(mén)新技術(shù)，也是現代通信系統中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它通常利用一塊晶體或少量晶體組成標準頻率源，然后通過(guò)合成方法產(chǎn)生各種所需的頻率信號。這些頻率信號與標準頻率源具有相同的頻率穩定度和準確度。使用該技術(shù)構成的電路在通信設備中稱(chēng)為頻率合成器。頻率合成器的種類(lèi)很多，目前普遍采用的是數字式頻率合成器。數字式頻率合成器由晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器和ＶＣＯ等組成，晶體振蕩器輸出的頻率信號經(jīng)固定分頻器后得到標準頻率，而ＶＣＯ輸出的頻率信號經(jīng)可變分頻器分頻后得到實(shí)際頻率信號，兩信號在鑒相器中經(jīng)相位比較產(chǎn)生的環(huán)路鎖定控制電壓將通過(guò)濾波器加到ＶＣＯ上，以對實(shí)際頻率信號進(jìn)行控制和校正，直到環(huán)路鎖定。當所需信號頻率較高時(shí)，該電路的設計、制作和調試難度較大，通常只能依靠專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家來(lái)完成，不僅成本高，而且生產(chǎn)周期長(cháng)。ＴＳＡ５５２６芯片是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司推出的通用數字頻率合成集成電路，它將晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器等電路集成在一塊芯片上，其主要特性參數如下：

●輸入射頻信號的頻率為：６４～１３００ＭＨｚ；

●輸入射頻信號的電平為：－２８～３ｄＢｍ；

●輸出誤差調整電壓為：４．５～３３Ｖ；

●具有鎖定檢測功能；

●內置可編程的１５ｂｉｔ分頻器；

●通過(guò)程序控制可在５１２、６４０和１０２４中選擇基準信號分頻比，在外接４ＭＨｚ晶振時(shí)，則可獲得３．９０６２５ｋＨｚ、６．２５ｋＨｚ和７．８１２５ｋＨｚ的頻率精度；

●可選擇Ｉ２Ｃ總線(xiàn)和３總線(xiàn)進(jìn)行數據傳輸；

●采用單電源供電，電源電壓為４．５～５．５Ｖ。

２　引腳功能

ＴＳＡ５５２６有ＳＳＯＰ１６和ＳＯ１６兩種封裝，引腳排列如圖１所示，各引腳功能見(jiàn)表１所列。

表1 TSA5526的引腳功能

引 腳名 稱(chēng)功 能

應 用 說(shuō) 明

1RF射頻信號RF輸入通常接本振輸出2VEE地　3VCC1電源電壓1芯片電源，接 5V4VCC2電源電壓2開(kāi)關(guān)控制電源，通常接 12V5BS4電子開(kāi)關(guān)BS4輸出PNP三極管OC輸出6BS3電子開(kāi)關(guān)BS3輸出PNP三極管OC輸出7BS2電子開(kāi)關(guān)BS2輸出PNP三極管OC輸出8VS1電子開(kāi)關(guān)BS1輸出PNP三極管OC輸出9CP環(huán)路濾波器外接RC濾波網(wǎng)絡(luò )10Vtune誤差控制電壓輸出通過(guò)上拉電阻輸出直流電壓并加到VCO11SW總線(xiàn)選擇開(kāi)關(guān)接地時(shí)選擇I2C總線(xiàn)方式；懸空時(shí)選擇3總線(xiàn)方式12LOCK/ADC鎖定標志/ADC輸入3總線(xiàn)方式時(shí)為鎖定標志，低電平有效；I2C總線(xiàn)方式時(shí)5為電平ADC輸入端13SCL串行時(shí)鐘下降沿時(shí)將SDA輸出的數據鎖存14SDA串行數據在3總線(xiàn)方式時(shí)， 18bit、19bit和27bit三種數據可供選擇15CE片選信號高電平有效16XTAL基準振蕩輸入通常外接4MHz晶體

表2 寫(xiě)狀態(tài)數據格式

字 節M(mǎn)SB數據字節LSB地址字節（ADB）11000MA1MA0　分頻字節（DI1）0N14N13N12N11N10N9N8分頻字節2（DB2）N7N6N5N4N3N2N1N0控制字節（CB）1CPT2T1T0RSARSB0S電子開(kāi)字節（BB）空空空空BS4BS3BS2BS1

３　內部結構和工作原理

ＴＳＡ５５２６的內部結構框圖如圖２所示，它包括射頻信號處理單元、基準信號處理單元、相位比較和輸出單元以及接口控制單元等四部分。射頻信號處理單元對輸入的射頻小信號進(jìn)行放大和８分頻，再送到１５ｂｉｔ可編程分頻器，分頻比的大小可根據輸入射頻信號的頻率來(lái)確定�；鶞市盘柼幚韱卧�中的基準振蕩器通過(guò)外接晶體產(chǎn)生基準信號，同時(shí)經(jīng)基準分頻器產(chǎn)生基準信號�；鶞史诸l器通過(guò)編程可選５１２、６４０和１０２４三種分頻比。經(jīng)過(guò)分頻處理后的兩路信號同時(shí)加到數字式相位比較器，然后經(jīng)電荷泵、放大器和驅動(dòng)三極管后得到誤差控制電壓輸出。接口控制單元用于實(shí)現微處理器與該器件的通信，它一方面接收微處理器送來(lái)的數據并在內部處理以形成各種控制指令；另一方面將本器件的狀態(tài)送往微處理器。通過(guò)ＳＷ端信號的不同連接，可選擇兩種串行通信方式：Ｉ２Ｃ總線(xiàn)方式和３總線(xiàn)方式。

圖2

３．１ Ｉ２Ｃ總線(xiàn)方式

ａ． 寫(xiě)狀態(tài)?Ｒ／Ｗ＝０?

在寫(xiě)狀態(tài)時(shí)，對ＴＳＡ５５２６編程需要四個(gè)數據字節，并應在地址字節傳輸后將數據字節送入芯片。當地址字節?

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