【E電路】電路分析：AD9522時鐘分頻電路原理

　　在集成度高度發(fā)展的今天，不能靠多個晶振源來解決問題，而且一旦晶振固定那么它的靈活性和可移植性必然受到很大影響，所以一些時鐘分頻芯片應(yīng)運而生，今天我們將舉一個很有代表性的AD9522時鐘分頻芯片的典型應(yīng)用來達到一個拋磚引玉的作用。

　　一、AD9522簡介

　　1.外部特性

　　A D 9 5 2 2是一個多路時鐘輸出和分配功能的芯片，本身支持亞皮秒抖動性能，在芯片內(nèi)部還集成了PLL(PhaseLockedLoop)和VCO(壓控振蕩器)。VCO的調(diào)諧范圍是 2.02GHz~2.335 GHz.AD9522串行接口支持SPI與I2C的數(shù)據(jù)總線，芯片內(nèi)部的EEPROM可通過串口進行編程，可以用來存儲用戶配置的寄存器數(shù)據(jù)從而使輸入時鐘分頻。AD9522具有12路的LVDS電平輸出，可以分成4組，每組輸出都有分頻器，分頻比1-32之間可以在其范圍內(nèi)隨意設(shè)置。如圖1所示。

　　2.內(nèi)部特性

　　AD9522外部的輸入時鐘是晶振供給的，內(nèi)部時鐘的倍頻和分頻都是由鎖相環(huán)PLL和壓控振蕩器VCO控制的。例如壓控振蕩器給出一個信號，一部分作為輸出，另一部分通過分頻與PLL產(chǎn)生的本振信號作相位比較，為了保持頻率不變，就要求相位差不發(fā)生改變，如果有相位差的變化，則PLL的電壓輸出端的電壓發(fā)生變化，去控制VCO,直到相位差恢復(fù)，達到鎖頻的目的。如圖2.

　　二、單片機配置

　　1.寄存器配置

　　我們提到了AD9522可以配置SPI與I2C的數(shù)據(jù)總線來達到分頻的目的，那么配置數(shù)據(jù)總線就可以用單片機來配置了。我們選用C8051F320作為配置AD9522的內(nèi)部寄存器，原因是單片機編程比較直觀也比較容易。如圖3.

　　寫完成后設(shè)置斷點觀測寫入和讀取值是否相同，驗證好讀取沒有問題后開始配置寄存器。配置的時候要注意的是0×18地址寄存器配置鎖定檢測周期數(shù)選擇大一些，有可能一些設(shè)置參數(shù)或者環(huán)路濾波帶寬設(shè)置導(dǎo)致鎖定時間比較長，導(dǎo)致讀取0 x 1 F地址時鎖定狀態(tài)不是最終狀態(tài)，現(xiàn)在設(shè)置該寄存器為0×66,將檢測周期數(shù)設(shè)置為最大值255.

　　VCO校驗需要先設(shè)置0×18<0>為0然后更新，再設(shè)置0×18<0>為1再次更新。等待校驗完成讀取0x1F地址數(shù)據(jù)。0x1D<7>需要設(shè)置為0,S t a t u s引腳顯示狀態(tài)才為0 x 1 7地址配置狀態(tài)。否則引出的時鐘觀測不到。配置完成后讀取0x1f地址狀態(tài)，配置完成后需要等待一定時間再讀取0x1f地址數(shù)據(jù)，因為vco校驗需要一定時間，讀取太快會導(dǎo)致讀取狀態(tài)不正確。

　　如圖4所示，在引腳上下拉方面VCP需要上拉，PD,SYNC,RESET需要上拉，使這些引腳無效。EEPROM使內(nèi)部寄存器數(shù)值不從EPROM加載。SP1,SP0需下拉，將內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)加載配置模式設(shè)置為I2C加載。CS下拉使數(shù)據(jù)片選信號一直有效。REF_SEL下拉選擇輸入?yún)⒖紩r鐘為refrence1.

　　2.程序設(shè)計

　　單片機源程序寄存器配置部分主要配置a,b,p,p和vco p的值，那么我們就可以根據(jù)公式fvco=ref*(a+b*p)決定fvco的值，然后根據(jù)我們的分頻公式fout=fvco/vco p/p就可以得到我們需要的時鐘頻率。寄存器配置部分程序如下：

　　三、環(huán)路濾波設(shè)計

　　那么我們不得不提到的是AD9522的環(huán)路濾波參數(shù)的設(shè)置必須和上面的寄存器配置要一致，這樣我們才能鎖定頻率，使得我們分頻出來的時鐘頻率穩(wěn)定而且是我們需要的時鐘頻率。設(shè)置環(huán)路濾波可以用ADIsimCLK軟件來處理。如圖5.

　　四、結(jié)束語

　　經(jīng)過上面的討論我們可以得出AD9522是一個很好用的分頻的芯片，它可以根據(jù)我們給的輸入時鐘，由內(nèi)部鎖頻、倍頻、分頻來得到12路我們需要的時鐘頻率，可以說極大的方便了設(shè)計，它可以提供更多的時鐘源供我們后續(xù)設(shè)計中使用，它的寄存器的配置是我們借鑒和學習的地方。