Frequenzsynthese Rauscharmer 6-GHz-Fractional-N-Synthesizer mit integriertem VCO

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Linear Technology hat den LTC6948 vorgestellt, einen hochleistungsfähigen 6-GHz-Fractional-N-(1/N-)PLL-Synthesizer mit integriertem VCO.

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Der LTC6948 von Linear Technology ist ein hochleistungsfähiger 6-GHz-Fractional-N-(1/N-)PLL-Synthesizer mit integriertem VCO.
Der LTC6948 von Linear Technology ist ein hochleistungsfähiger 6-GHz-Fractional-N-(1/N-)PLL-Synthesizer mit integriertem VCO.
(Bild: Linear Technology)

Eine seiner zentralen Funktionsblöcke ist ein hochentwickelter Delta-Sigma-Modulator vierter Ordnung, der mithilfe intelligenter Noise-Shaping-Techniken das Rauschen minimiert, ohne dabei die für herkömmliche Fractional-N-PLLs typischen Nebenwellen zu produzieren. Das Ergebnis ist ein Synthesizer, der alle Vorzüge der 1/N-Topologie bietet – von Frequenzagilität bis zu vermindertem Phasenrauschen – ohne mit den Nachteilen konventioneller Fractional-PLLs behaftet zu sein. Mit anderen Worten: Der LTC6948 ist ein Fractional-N-PLL-Synthesizer mit der überlegenen Signalreinheit einer Integer-N-PLL. Der LTC6948 setzt außerdem in der Branche den Maßstab für minimales 1/f-Rauschen und vermindertes In-Band-Phasenrauschen. Aufgrund dieser überlegenen Eigenschaften ist der LTC6948 eine ideale Lösung für anspruchsvolle Wireless-, Mess-/Prüftechnik- und militärische Anwendungen.

Ein wichtiges Qualitätskriterium für eine rauscharme Lösung ist das normierte In-Band-Phasenrauschen. Dieses wird oft durch das 1/f-Rauschen des PLL-Kerns kompromittiert. Beim LTC6948 ist das nicht der Fall: Aufgrund seines extrem geringen normierten 1/f-Rauschens von nur –274 dBc/Hz kommt der LTC6948 auf ein normiertes In-Band-Rauschen von nur –226 dBc/V – das sind maßstabsetzende Werte. Dank dieser hervorragenden Spezifikationen eignet sich der LTC6948 ideal für Anwendungen, die einen hohen Signal/Rauschabstand erfordern; typische Beispiele sind Funkkommunikation unter Verwendung komplexer Modulationsformate; Kommunikationssysteme, die mit langen Bursts arbeiten; und Dopplerradarsysteme.

Der LTC6948 vereint in sich außer einem VCO mit hervorragenden Phasenrauscheigenschaften sämtliche PLL-Funktionsblöcke einschließlich Referenzteiler, Phase-Frequenz-Detektor, ultra-rauscharmer Ladungspumpe, Fractional-Teiler, VCO-Ausgangsteiler und -Puffer; dieser hohe Integrationsgrad verringert die Systemkosten, vereinfacht das Design und spart Platz. Der LTC6948 ist in vier Versionen verfügbar, die jeweils für unterschiedliche VCO-Frequenzbereiche ausgelegt sind. Die schnellste Version liefert Ausgangsfrequenzen bis 6,39 GHz. Der Teilerfaktor des VCO-Ausgangsteilers ist im Bereich von 1 bis 6 programmierbar; dadurch deckt der LTC6948 den Frequenzbereich bis hinunter zu 373 MHz ab. Für die VCO-Kalibrierung benötigt der LTC6948 nur wenig mehr als 10 µs; er ist dadurch eine Größenordnung schneller als viele Wettbewerbsprodukte und die PLL der Wahl für Lösungen, die ultra-kurze Einschwingzeiten erfordern.

(Bild: Linear Technology)
Das Simulations- und Design-Tool FracNWizard auf der Website von Linear Technology kostenlos zum Download bereit. Es vereinfacht die Entwicklung von PLL-Lösungen auf der Basis des LTC6948 und ermöglicht es, per Mausklick die passenden Bauteilwerte für das Regelschleifenfilter zu bestimmen, was stundenlange komplexe Berechnungen erübrigt. Die Software sagt die PLL-Eigenschaften genau vorher und unterstützt den Entwickler bei Design-Entscheidungen und beim Debugging. Alle Versionen des LTC6948 sind über den vollen Sperrschichttemperaturbereich von –40 bis 105 °C spezifiziert. Der LTC6948 sitzt in einem 28-poligen 4 mm x 5 mm großen QFN-Kunststoffgehäuse und ist ab Lager lieferbar. Muster und Demo-Boards können Sie direkt bei Linear Technology oder bei Ihrem lokalen Linear Technology Vertriebsbüro bestellen.

Die wichtigsten Leistungsmerkmale des LTC6948:

  • Rauscharmer Fractional-N-PLL-Synthesizer
  • Integrierter VCO, maximale Ausgangsfrequenz 6,39GHz
  • 18-bit-Fractional-Nenner
  • Normiertes In-Band-Phasenrauschen: –226 dBc/Hz
  • Normiertes In-Band-1/f-Rauschen: –274 dBc/Hz
  • Breitband-Ausgangsphasenrauschen: –157 dBc/Hz
  • Sehr geringe Nebenwellen
  • Ausgangsteiler (1 bis 6, 50% Tastverhältnis)
  • Ausgangspuffer-Muting
  • Ladungspumpenstrom: 1 mA bis 11,2 mA
  • Referenzeingangsfrequenz: max. 425 MHz
  • Schnelle Frequenzumschaltung:
  • FracNWizard Software mit Design-Tools zur Unterstützung von Entwicklern

Auf der electronica 2014 finden Sie Linear Technology in Halle A4, Stand 538.

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