‌LMX2581 宽带频率合成器技术文档总结

LMX2581是一款低噪声宽带频率合成器，集成了 Δ-Sigma 小数N PLL、多核VCO、可编程输出分压器和两个差分输出 缓冲区。VCO 频率范围为 1880 至 3760 MHz，可直接发送到输出端 缓冲区或除以 2 到 38 的偶数值。每个缓冲器能够输出–3的功率 在2700 MHz时，频率降至+12 dBm。集成低噪声LDO用于实现卓越的抗噪性和 一致的性能。
*附件：lmx2581.pdf

该合成器是一种高度可编程的设备，它使用户能够优化其 性能。在分数模式下，分母和调制器阶数是可编程的，并且可以 也配置了抖动。用户还可以直接指定VCO内核 或完全绕过内部 VCO。最后，还包括许多方便的功能，例如电源 down、Fastlock、自动静音和锁定检测。所有寄存器都可以通过简单的 3 进行编程 还提供有线接口和回读功能。

该LMX2581采用 3.3 V 单电源供电，采用 32 引脚 5.0 mm × 5.0 mm WQFN 封装。

特性

• 输出频率范围为 50 至 3760 MHz
• 输入时钟频率高达 900 MHz
• 相位检测器频率高达 200 MHz
• 支持小数和整数模式
• –229 dBc/Hz归一化PLL相位噪声
• –120.8 dBc/Hz归一化PLL 1/f噪声
• –137 dBc/Hz VCO 相位噪声 @ 1 MHz
  偏移，适用于 2.5 GHz 载波
• 整数模式下的 100 fs RMS 抖动
• 可编程小数调制器阶数
• 可编程小数分母
• 可编程输出功率高达 +12 dBm
• 可编程32电平电荷泵电流
• 使用外部VCO的可编程选项
• 数字锁检测
• 3线串行接口和回读
• 单电源电压范围为 3.15 V 至 3.45 V
• 支持低至1.6 V的逻辑电平

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
LMX2581是德州仪器（TI）推出的集成VCO的低噪声宽带频率合成器，适用于无线基础设施（UMTS/LTE/WiMax基站）、宽带无线、测试测量及时钟生成等应用。关键特性包括：

• ‌频率范围‌：50 MHz至3760 MHz输出
• ‌相位噪声性能‌：-229 dBc/Hz归一化PLL相位噪声，-137 dBc/Hz VCO相位噪声（1 MHz偏移）
• ‌工作电压‌：单电源3.15 V至3.45 V
• ‌封装‌：5.0 mm × 5.0 mm 32引脚WQFN

‌2. 核心功能模块‌

• ‌PLL与分频器‌：支持分数/整数模式，相位检测频率达200 MHz，可编程电荷泵电流（32级）。
• ‌集成多核VCO‌：4个可切换VCO核心，频率覆盖1880–3760 MHz，支持自动校准和手动调谐。
• ‌输出缓冲器‌：两路差分输出，功率可编程（-3至+12 dBm），支持电阻/电感上拉配置。
• ‌数字接口‌：3线串行控制（MICROWIRE）及回读功能。

‌3. 关键应用设计‌

• ‌时钟生成‌：整数模式下优化环路带宽（如256 kHz）可实现100 fs RMS抖动。
• ‌分数模式‌：通过调制器阶数（1st/2nd/3rd）、抖动控制优化杂散，典型杂散抑制达-81 dBc。
• ‌外部VCO模式‌：支持Fin引脚接入外部VCO，需注意布局隔离以减少串扰。

‌4. 寄存器与编程‌

• ‌32位寄存器组‌：通过R0-R15配置频率、分频比、输出功率等，需遵循初始化序列（如R5复位后配置R0触发校准）。
• ‌ 快速锁定（Fastlock） ‌：通过FL_CPG和外部电阻缩短锁定时间。
• ‌锁相检测‌：结合数字锁相检测（DLD）和Vtune电压监控提高可靠性。

‌5. 布局与电源建议‌

• ‌热管理‌：裸露焊盘（DAP）需接地以优化散热（θJA=30°C/W）。
• ‌电源去耦‌：VregVCO/VbiasCOMP引脚需≥10 μF电容（推荐32 μF）以降低VCO相位噪声。
• ‌输出匹配‌：18 nH电感上拉可最大化输出功率，需缩短走线长度。

‌6. 典型性能数据‌

• ‌输出功率‌：单端+14 dBm（1500 MHz，电感上拉）。
• ‌杂散抑制‌：-85 dBc（整数边界杂散，25 MHz相位检测频率）。
• ‌温度稳定性‌：VCO频率漂移±125°C范围内无需重校。

‌7. 文档支持‌

• 提供Clock Design Tool、EVM板指南（SNAU136）及AN-1879分数N合成应用笔记辅助设计。