通用數字式頻率合成集成電路TSA5526的原理及應用

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單、與單片機接口方便的特點，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、引腳功能、工作原理及應用電路。

１　概述

頻率合成技術是近代無線電技術發展中的一門新技術，也是現代通信系統中的關鍵技術之一，它通常利用一塊晶體或少量晶體組成標準頻率源，然后通過合成方法產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。使用該技術構成的電路在通信設備中稱為頻率合成器。頻率合成器的種類很多，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固定分頻器后得到標準頻率，而ＶＣＯ輸出的頻率信號經可變分頻器分頻后得到實際頻率信號，兩信號在鑒相器中經相位比較產生的環路鎖定控制電壓將通過濾波器加到ＶＣＯ上，以對實際頻率信號進行控制和校正，直到環路鎖定。當所需信號頻率較高時，該電路的設計、制作和調試難度較大，通常只能依靠專業廠家來完成，不僅成本高，而且生產周期長。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，則可獲得３．９０６２５ｋＨｚ、６．２５ｋＨｚ和７．８１２５ｋＨｚ的頻率精度；

●可選擇Ｉ２Ｃ總線和３總線進行數據傳輸；

●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，各引腳功能見表１所列。

表1 TSA5526的引腳功能

引 腳名 稱功 能

應 用 說 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開關控制電源，通常接 12V5BS4電子開關BS4輸出PNP三極管OC輸出6BS3電子開關BS3輸出PNP三極管OC輸出7BS2電子開關BS2輸出PNP三極管OC輸出8VS1電子開關BS1輸出PNP三極管OC輸出9CP環路濾波器外接RC濾波網絡10Vtune誤差控制電壓輸出通過上拉電阻輸出直流電壓并加到VCO11SW總線選擇開關接地時選擇I2C總線方式；懸空時選擇3總線方式12LOCK/ADC鎖定標志/ADC輸入3總線方式時為鎖定標志，低電平有效；I2C總線方式時5為電平ADC輸入端13SCL串行時鐘下降沿時將SDA輸出的數據鎖存14SDA串行數據在3總線方式時， 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 寫狀態數據格式

字 節MSB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確定�；鶞市盘柼幚韱卧�中的基準振蕩器通過外接晶體產生基準信號，同時經基準分頻器產生基準信號�；鶞史诸l器通過編程可選５１２、６４０和１０２４三種分頻比。經過分頻處理后的兩路信號同時加到數字式相位比較器，然后經電荷泵、放大器和驅動三極管后得到誤差控制電壓輸出。接口控制單元用于實現微處理器與該器件的通信，它一方面接收微處理器送來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送往微處理器。通過ＳＷ端信號的不同連接，可選擇兩種串行通信方式：Ｉ２Ｃ總線方式和３總線方式。

圖2

３．１ Ｉ２Ｃ總線方式

ａ． 寫狀態?Ｒ／Ｗ＝０?

在寫狀態時，對ＴＳＡ５５２６編程需要四個數據字節，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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