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h i g h v o l t a g e , f r a c t i o n a l - n / i n t e g e r - n p l l s y n t h e s i z e r a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 i n f o r m a t i o n f u r n i s h e d b y a n a l o g d e v i c e s i s b e l i e v e d t o b e a c c u r a t e a n d r e l i a b l e . h o w e v e r , n o r e s p o n s i b i l i t y i s a s s u m e d b y a n a l o g d e v i c e s f o r i t s u s e , n o r f o r a n y i n f r i n g e m e n t s o f p a t e n t s o r o t h e r r i g h t s o f t h i r d p a r t i e s t h a t m a y r e s u l t f r o m i t s u s e . s p e c i f i c a t i o n s s u b j e c t t o c h a n g e w i t h o u t n o t i c e . n o l i c e n s e i s g r a n t e d b y i m p l i c a t i o n o r o t h e r w i s e u n d e r a n y p a t e n t o r p a t e n t r i g h t s o f a n a l o g d e v i c e s . t r a d e m a r k s a n d r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s a r e t h e p r o p e r t y o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s . o n e t e c h n o l o g y w a y , p . o . b o x 9 1 0 6 , n o r w o o d , m a 0 2 0 6 2 - 9 1 0 6 , u . s . a . t e l : 7 8 1 . 3 2 9 . 4 7 0 0 w w w . a n a l o g . c o m f a x : 7 8 1 . 4 6 1 . 3 1 1 3 ? 2 0 1 1 a n a l o g d e v i c e s , i n c . a l l r i g h t s r e s e r v e d . f e a t u r e s f r a c t i o n a l - n s y n t h e s i z e r a n d i n t e g e r - n s y n t h e s i z e r h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p : v p = 6 v t o 3 0 v t u n i n g r a n g e : 1 . 0 v t o 2 9 v ( o r 1 v f r o m v p s u p p l y r a i l s ) r f b a n d w i d t h t o 3 . 0 g h z p r o g r a m m a b l e d i v i d e - b y - 1 / - 2 / - 4 / - 8 / - 1 6 o u t p u t s s y n t h e s i z e r p o w e r s u p p l y : 3 . 0 v t o 3 . 6 v p r o g r a m m a b l e d u a l - m o d u l u s p r e s c a l e r o f 4 / 5 o r 8 / 9 p r o g r a m m a b l e o u t p u t p o w e r l e v e l p r o g r a m m a b l e c h a r g e p u m p c u r r e n t s r f o u t p u t m u t e f u n c t i o n 3 - w i r e s e r i a l i n t e r f a c e a n a l o g a n d d i g i t a l l o c k d e t e c t a p p l i c a t i o n s w i r e l e s s i n f r a s t r u c t u r e m i c r o w a v e p o i n t - t o - p o i n t / p o i n t - t o - m u l t i p o i n t r a d i o s v s a t r a d i o s t e s t e q u i p m e n t p r i v a t e l a n d m o b i l e r a d i o s g e n e r a l d e s c r i p t i o n t h e a d f 4 1 5 0 h v i s a 3 . 0 g h z , f r a c t i o n a l - n o r i n t e g e r - n f r e q u e n c y s y n t h e s i z e r w i t h a n i n t e g r a t e d h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p . t h e s y n t h e s i z e r c a n b e u s e d t o d r i v e e x t e r n a l w i d e b a n d v c o s d i r e c t l y , e l i m i n a t i n g t h e n e e d f o r o p e r a t i o n a l a m p l i f i e r s t o a c h i e v e h i g h e r t u n i n g v o l t a g e s . t h i s s i m p l i f i e s d e s i g n a n d r e d u c e s c o s t w h i l e i m p r o v i n g p h a s e n o i s e , i n c o n t r a s t t o a c t i v e f i l t e r t o p o l o g i e s , w h i c h t e n d t o d e g r a d e p h a s e n o i s e c o m p a r e d t o p a s s i v e f i l t e r t o p o l o g i e s . t h e v c o f r e q u e n c y c a n b e d i v i d e d b y 1 , 2 , 4 , 8 , o r 1 6 t o a l l o w t h e u s e r t o g e n e r a t e r f o u t p u t f r e q u e n c i e s a s l o w a s 3 1 . 2 5 m h z . f o r a p p l i c a t i o n s t h a t r e q u i r e i s o l a t i o n , t h e r f o u t p u t s t a g e c a n b e m u t e d . t h e m u t e f u n c t i o n i s b o t h p i n - a n d s o f t w a r e - c o n t r o l l a b l e . a s i m p l e 3 - w i r e i n t e r f a c e c o n t r o l s a l l o n - c h i p r e g i s t e r s . t h e c h a r g e p u m p o p e r a t e s f r o m a p o w e r s u p p l y r a n g i n g f r o m 6 v t o 3 0 v , w h e r e a s t h e r e s t o f t h e d e v i c e o p e r a t e s f r o m 3 . 0 v t o 3 . 6 v . t h e a d f 4 1 5 0 h v c a n b e p o w e r e d d o w n w h e n n o t i n u s e . f u n c t i o n a l b l o c k d i a g r a m m u x o u t c p o u t l d r e f i n c l k d a t a l e a v d d s d v d d d v d d v p g n d c e c p g n d s d g n d r s e t r f o u t + r f o u t ? r f i n + r f i n ? p h a s e c o m p a r a t o r h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p o u t p u t s t a g e r f i n p u t p d b r f m u l t i p l e x e r 1 0 - b i t r c o u n t e r 2 d i v i d e r 2 d o u b l e r f u n c t i o n l a t c h d a t a r e g i s t e r i n t e g e r v a l u e n c o u n t e r f r a c t i o n v a l u e t h i r d - o r d e r f r a c t i o n a l i n t e r p o l a t o r m o d u l u s v a l u e m u l t i p l e x e r l o c k d e t e c t a d f 4 1 5 0 h v d i v i d e - b y - 1 / - 2 / - 4 / - 8 / - 1 6 c u r r e n t s e t t i n g b o o s t m o d e 0 9 0 5 8 - 0 0 1 f i g u r e 1 .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 o f 2 8 t a b l e o f c o n t e n t s f e a t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 a p p l i c a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 g e n e r a l d e s c r i p t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 f u n c t i o n a l b l o c k d i a g r a m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 r e v i s i o n h i s t o r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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d h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 m u x o u t a n d l o c k d e t e c t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 i n p u t s h i f t r e g i s t e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 p r o g r a m m o d e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 o u t p u t s t a g e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 r e g i s t e r m a p s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 s p u r c o n s i s t e n c y a n d f r a c t i o n a l s p u r o p t i m i z a t i o n . . . . . . . . . . . 2 1 p h a s e r e s y n c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 u l t r a w i d e b a n d p l l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 m i c r o w a v e p l l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 g e n e r a t i n g t h e h i g h v o l t a g e s u p p l y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 i n t e r f a c i n g t o t h e a d u c 7 0 2 x a n d t h e a d s p - b f 5 2 7 . . . . . . . . . . . . . 2 5 p c b d e s i g n g u i d e l i n e s f o r a c h i p s c a l e p a c k a g e . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 o u t p u t m a t c h i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 o u t l i n e d i m e n s i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 o r d e r i n g g u i d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 r e v i s i o n h i s t o r y 8 / 1 1 ? r e v i s i o n 0 : i n i t i a l v e r s i o n
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 3 o f 2 8 s p e c i f i c a t i o n s a v d d = d v d d = s d v d d = 3 . 3 v 1 0 % ; v p = 6 . 0 v t o 3 0 v ; g n d = 0 v ; t a = t m i n t o t m a x , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . o p e r a t i n g t e m p e r a t u r e r a n g e i s ? 4 0 c t o + 8 5 c . t a b l e 1 . p a r a m e t e r m i n t y p m a x u n i t t e s t c o n d i t i o n s / c o m m e n t s r e f i n c h a r a c t e r i s t i c s i n p u t f r e q u e n c y 1 0 3 0 0 m h z f o r f < 1 0 m h z , e n s u r e s l e w r a t e > 2 1 v / s 1 0 3 0 m h z r e f e r e n c e d o u b l e r e n a b l e d ( d b 2 5 b i t i n r e g i s t e r 2 i s s e t t o 1 ) i n p u t s e n s i t i v i t y 0 . 7 a v d d v p - p b i a s e d a t a v d d / 2 ; a c c o u p l i n g e n s u r e s a v d d / 2 b i a s i n p u t c a p a c i t a n c e 5 . 0 p f i n p u t c u r r e n t 6 0 a r f i n p u t c h a r a c t e r i s t i c s f o r l o w e r r f i n f r e q u e n c i e s , e n s u r e s l e w r a t e > 4 0 0 v / s r f i n p u t f r e q u e n c y ( r f i n ) 0 . 5 3 . 0 g h z ? 1 0 d b m r f i n p u t p o w e r + 5 d b m p r e s c a l e r o u t p u t f r e q u e n c y 7 5 0 m h z p h a s e d e t e c t o r p h a s e d e t e c t o r f r e q u e n c y 2 6 m h z l o w n o i s e m o d e 2 0 m h z l o w s p u r m o d e 2 6 m h z i n t e g e r - n m o d e h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p i c p s i n k / s o u r c e h i g h v a l u e 3 8 4 a r s e t = 5 . 1 k l o w v a l u e 4 8 a r s e t = 5 . 1 k r s e t r a n g e 3 . 3 1 0 k h i g h v a l u e v s . r s e t 1 9 6 a r s e t = 1 0 k 5 9 4 a r s e t = 3 . 3 k s i n k a n d s o u r c e c u r r e n t m a t c h i n g 6 % 1 . 0 v v c p ( v p ? 1 . 0 v ) ; v p = 6 v t o 3 0 v a b s o l u t e i c p a c c u r a c y 3 % i c p v s . v c p 2 . 5 % 1 . 0 v v c p ( v p ? 1 . 0 v ) i c p v s . t e m p e r a t u r e 2 . 5 % v c p = v p / 2 i c p l e a k a g e 2 . 5 n a v c p = v p / 2 l o g i c i n p u t s i n p u t h i g h v o l t a g e , v i n h 2 . 0 v i n p u t l o w v o l t a g e , v i n l 0 . 6 v i n p u t c u r r e n t , i i n h / i i n l 1 a i n p u t c a p a c i t a n c e , c i n 1 5 . 0 p f l o g i c o u t p u t s o u t p u t h i g h v o l t a g e , v o h d v d d ? 0 . 4 v c m o s o u t p u t s e l e c t e d o u t p u t h i g h c u r r e n t , i o h 5 0 0 a o u t p u t l o w v o l t a g e , v o l 0 . 4 v i o l = 5 0 0 a p o w e r s u p p l i e s a v d d 3 . 0 3 . 6 v d v d d , s d v d d a v d d v v p 6 . 0 3 0 v s e t t h e v p s u p p l y a t l e a s t 1 v a b o v e t h e m a x i m u m d e s i r e d t u n i n g v o l t a g e i p 1 2 . 5 m a v p = 3 0 v d i d d + a i d d 1 5 0 6 0 m a c u r r e n t p e r o u t p u t d i v i d e r 6 t o 2 4 m a e a c h o u t p u t d i v i d e - b y - 2 c o n s u m e s 6 m a t y p i r f o u t 2 2 0 3 2 m a r f o u t p u t s t a g e i s p r o g r a m m a b l e l o w p o w e r s l e e p m o d e 1 a
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 4 o f 2 8 p a r a m e t e r m i n t y p m a x u n i t t e s t c o n d i t i o n s / c o m m e n t s r f o u t p u t c h a r a c t e r i s t i c s o u t p u t f r e q u e n c y u s i n g r f o u t p u t d i v i d e r s 3 1 . 2 5 m h z 5 0 0 m h z v c o i n p u t a n d d i v i d e - b y - 1 6 s e l e c t e d h a r m o n i c c o n t e n t ( s e c o n d ) ? 1 9 d b c f u n d a m e n t a l v c o o u t p u t ? 2 0 d b c d i v i d e d v c o o u t p u t h a r m o n i c c o n t e n t ( t h i r d ) ? 1 3 d b c f u n d a m e n t a l v c o o u t p u t ? 1 0 d b c d i v i d e d v c o o u t p u t m i n i m u m r f o u t p u t p o w e r 2 ? 4 d b m p r o g r a m m a b l e i n 3 d b s t e p s m a x i m u m r f o u t p u t p o w e r 2 5 d b m p r o g r a m m a b l e i n 3 d b s t e p s o u t p u t p o w e r v a r i a t i o n v s . s u p p l y 1 d b p u l l - u p s u p p l y o n p i n 1 8 a n d p i n 1 9 v a r i e d f r o m 3 . 0 v t o 3 . 6 v o u t p u t p o w e r v a r i a t i o n v s . t e m p e r a t u r e 1 d b f r o m ? 4 0 c t o + 8 5 c l e v e l o f s i g n a l w i t h r f m u t e e n a b l e d ? 3 7 d b m p d b r f p i n b r o u g h t l o w ; r f = 2 g h z n o i s e c h a r a c t e r i s t i c s n o r m a l i z e d i n - b a n d p h a s e n o i s e f l o o r ( p n s y n t h ) 3 ? 2 1 3 d b c / h z l o w n o i s e m o d e ? 2 0 3 d b c / h z l o w s p u r m o d e n o r m a l i z e d 1 / f n o i s e ( p n 1 _ f ) 4 ? 1 1 3 d b c / h z l o w n o i s e m o d e ? 1 0 8 d b c / h z l o w s p u r m o d e r f o u t p u t d i v i d e r n o i s e f l o o r ? 1 5 5 d b c / h z m e a s u r e d a t 1 0 m h z o f f s e t s p u r i o u s s i g n a l s d u e t o p f d f r e q u e n c y ? 7 0 d b c a t r f o u t + / r f o u t ? p i n s ? 8 5 d b c a t v c o o u t p u t 1 t a = 2 5 c ; a v d d = d v d d = 3 . 3 v ; p r e s c a l e r = 8 / 9 ; f r e f i n = 1 0 0 m h z ; f p f d = 2 5 m h z ; f r f = 1 . 7 5 g h z . 2 u s i n g 5 0 r e s i s t o r s t o a v d d , i n t o a 5 0 l o a d . 3 t h i s f i g u r e c a n b e u s e d t o c a l c u l a t e p h a s e n o i s e f o r a n y a p p l i c a t i o n . t o c a l c u l a t e i n - b a n d p h a s e n o i s e p e r f o r m a n c e a s s e e n a t t h e v c o o u t p u t , u s e t h e f o l l o w i n g f o r m u l a : p n s y n t h = p n t o t ? 1 0 l o g ( f p f d ) ? 2 0 l o g n . 4 t h e p l l p h a s e n o i s e i s c o m p o s e d o f f l i c k e r ( 1 / f ) n o i s e p l u s t h e n o r m a l i z e d p l l n o i s e f l o o r . t h e f l i c k e r n o i s e i s s p e c i f i e d a t a 1 0 k h z o f f s e t a n d n o r m a l i z e d t o 1 g h z . t h e f o r m u l a f o r c a l c u l a t i n g t h e 1 / f n o i s e c o n t r i b u t i o n a t a n r f f r e q u e n c y ( f r f ) a n d a t a f r e q u e n c y o f f s e t ( f ) i s g i v e n b y p n = p n 1 _ f + 1 0 l o g ( 1 0 k h z / f ) + 2 0 l o g ( f r f / 1 g h z ) . b o t h t h e n o r m a l i z e d p h a s e n o i s e f l o o r a n d f l i c k e r n o i s e a r e m o d e l e d i n a d i s i m p l l .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 5 o f 2 8 t i m i n g c h a r a c t e r i s t i c s a v d d = d v d d = s d v d d = 3 . 3 v 1 0 % ; v p = 6 . 0 v t o 3 0 v ; g n d = 0 v ; t a = t m i n t o t m a x , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . o p e r a t i n g t e m p e r a t u r e r a n g e i s ? 4 0 c t o + 8 5 c . t a b l e 2 . p a r a m e t e r l i m i t u n i t d e s c r i p t i o n t 1 2 0 n s m i n l e s e t u p t i m e t 2 1 0 n s m i n d a t a t o c l k s e t u p t i m e t 3 1 0 n s m i n d a t a t o c l k h o l d t i m e t 4 2 5 n s m i n c l k h i g h d u r a t i o n t 5 2 5 n s m i n c l k l o w d u r a t i o n t 6 1 0 n s m i n c l k t o l e s e t u p t i m e t 7 2 0 n s m i n l e p u l s e w i d t h t i m i n g d i a g r a m c l k d a t a l e l e d b 3 1 ( m s b ) d b 3 0 d b 1 ( c o n t r o l b i t c 2 ) d b 2 ( c o n t r o l b i t c 3 ) d b 0 ( l s b ) ( c o n t r o l b i t c 1 ) t 1 t 2 t 3 t 7 t 6 t 4 t 5 0 9 0 5 8 - 0 0 2 f i g u r e 2 . t i m i n g d i a g r a m
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 6 o f 2 8 a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s t a = 2 5 c , u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d . t a b l e 3 . p a r a m e t e r r a t i n g a v d d t o g n d 1 ? 0 . 3 v t o + 3 . 9 v a v d d t o d v d d ? 0 . 3 v t o + 0 . 3 v v p t o g n d 1 ? 0 . 3 v t o + 3 3 v d i g i t a l i / o v o l t a g e t o g n d 1 ? 0 . 3 v t o a v d d + 0 . 3 v a n a l o g i / o v o l t a g e t o g n d 1 ? 0 . 3 v t o d v d d + 0 . 3 v r e f i n t o g n d 1 ? 0 . 3 v t o a v d d + 0 . 3 v o p e r a t i n g t e m p e r a t u r e r a n g e ? 4 0 c t o + 8 5 c s t o r a g e t e m p e r a t u r e r a n g e ? 6 5 c t o + 1 2 5 c m a x i m u m j u n c t i o n t e m p e r a t u r e 1 5 0 c r e f l o w s o l d e r i n g p e a k t e m p e r a t u r e 2 6 0 c t i m e a t p e a k t e m p e r a t u r e 4 0 s e c 1 g n d = c p g n d = s d g n d = 0 v . s t r e s s e s a b o v e t h o s e l i s t e d u n d e r a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s m a y c a u s e p e r m a n e n t d a m a g e t o t h e d e v i c e . t h i s i s a s t r e s s r a t i n g o n l y ; f u n c t i o n a l o p e r a t i o n o f t h e d e v i c e a t t h e s e o r a n y o t h e r c o n d i t i o n s a b o v e t h o s e i n d i c a t e d i n t h e o p e r a t i o n a l s e c t i o n o f t h i s s p e c i f i c a t i o n i s n o t i m p l i e d . e x p o s u r e t o a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g c o n d i t i o n s f o r e x t e n d e d p e r i o d s m a y a f f e c t d e v i c e r e l i a b i l i t y . t r a n s i s t o r c o u n t t h e t r a n s i s t o r c o u n t f o r t h e a d f 4 1 5 0 h v i s 2 3 , 3 8 0 ( c m o s ) a n d 8 0 9 ( b i p o l a r ) . t h e r m a l r e s i s t a n c e t h e r m a l i m p e d a n c e ( j a ) i s s p e c i f i e d f o r a d e v i c e w i t h t h e e x p o s e d p a d s o l d e r e d t o g n d . t a b l e 4 . t h e r m a l r e s i s t a n c e p a c k a g e t y p e j a u n i t 3 2 - l e a d l f c s p ( c p - 3 2 - 1 1 ) 2 7 . 3 c / w e s d c a u t i o n
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 7 o f 2 8 p i n c o n f i g u r a t i o n a n d f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s 0 9 0 5 8 - 0 0 3 2 4 g n d 2 3 g n d 2 2 d v d d 2 1 p d b r f 2 0 a v d d 1 9 r f o u t + 1 8 r f o u t ? 1 7 g n d 12 3 4 5 6 7 8 g n d c l k d a t a l e c e v p g n d g n d 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 c p o u t c p g n d a v d d g n d a v d d r f i n + r f i n ? g n d 3 2 3 1 3 0 2 9 2 8 2 7 2 6 2 5 g n d r s e t g n d s d g n d s d v d d m u x o u t l d r e f i n a d f 4 1 5 0 h v t o p v i e w ( n o t t o s c a l e ) n o t e s 1 . t h e l f c s p h a s a n e x p o s e d p a d t h a t m u s t b e c o n n e c t e d t o g n d . f i g u r e 3 . p i n c o n f i g u r a t i o n t a b l e 5 . p i n f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s p i n n o . m n e m o n i c d e s c r i p t i o n 1 , 7 , 8 , 1 2 , 1 6 , 1 7 , 2 3 , 2 4 , 3 0 , 3 2 g n d g r o u n d . a l l g r o u n d p i n s s h o u l d b e t i e d t o g e t h e r . 2 c l k s e r i a l c l o c k i n p u t . d a t a i s c l o c k e d i n t o t h e 3 2 - b i t s h i f t r e g i s t e r o n t h e c l k r i s i n g e d g e . t h i s i n p u t i s a h i g h i m p e d a n c e c m o s i n p u t . 3 d a t a s e r i a l d a t a i n p u t . t h e s e r i a l d a t a i s l o a d e d m s b f i r s t w i t h t h e t h r e e l s b s a s t h e c o n t r o l b i t s . t h i s i n p u t i s a h i g h i m p e d a n c e c m o s i n p u t . 4 l e l o a d e n a b l e . w h e n l e g o e s h i g h , t h e d a t a s t o r e d i n t h e 3 2 - b i t s h i f t r e g i s t e r i s l o a d e d i n t o t h e r e g i s t e r t h a t i s s e l e c t e d b y t h e t h r e e c o n t r o l b i t s . t h i s i n p u t i s a h i g h i m p e d a n c e c m o s i n p u t . 5 c e c h i p e n a b l e . a l o g i c l o w o n t h i s p i n p o w e r s d o w n t h e d e v i c e a n d p u t s t h e c h a r g e p u m p i n t o t h r e e - s t a t e m o d e . a l o g i c h i g h o n t h i s p i n p o w e r s u p t h e d e v i c e . 6 v p h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p p o w e r s u p p l y . p l a c e d e c o u p l i n g c a p a c i t o r s t o t h e g r o u n d p l a n e a s c l o s e t o t h i s p i n a s p o s s i b l e . t h e d e c o u p l i n g c a p a c i t o r s s h o u l d h a v e t h e a p p r o p r i a t e v o l t a g e r a t i n g ( a v a l u e o f 1 0 f i s r e c o m m e n d e d ) . c a r e s h o u l d b e t a k e n t o e n s u r e t h a t v p d o e s n o t e x c e e d t h e a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g s o n p o w e r - u p ( s e e t a b l e 3 ) . a 1 0 s e r i e s r e s i s t o r c a n h e l p t o s i g n i f i c a n t l y r e d u c e v o l t a g e o v e r s h o o t w i t h m i n i m a l i r d r o p . 9 c p o u t h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p o u t p u t . w h e n e n a b l e d , t h i s o u t p u t p r o v i d e s i c p t o t h e e x t e r n a l p a s s i v e l o o p f i l t e r . t h e o u t p u t o f t h e l o o p f i l t e r i s c o n n e c t e d t o t h e v o l t a g e t u n i n g p o r t o f t h e e x t e r n a l v c o . 1 0 c p g n d h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p g r o u n d . a l l g r o u n d p i n s s h o u l d b e t i e d t o g e t h e r . 1 1 , 1 3 , 2 0 a v d d a n a l o g p o w e r s u p p l y . t h i s p i n r a n g e s f r o m 3 . 0 v t o 3 . 6 v . p l a c e d e c o u p l i n g c a p a c i t o r s t o t h e g r o u n d p l a n e a s c l o s e t o t h i s p i n a s p o s s i b l e . a v d d m u s t h a v e t h e s a m e v a l u e a s d v d d . 1 4 r f i n + p o s i t i v e r f i n p u t . t h e o u t p u t o f t h e v c o o r e x t e r n a l p r e s c a l e r s h o u l d b e a c - c o u p l e d t o t h i s p i n . 1 5 r f i n ? c o m p l e m e n t a r y r f i n p u t . i f a s i n g l e - e n d e d i n p u t i s r e q u i r e d , t h i s p i n c a n b e t i e d t o g r o u n d v i a a 1 0 0 p f c a p a c i t o r . 1 8 r f o u t ? d i v i d e d - d o w n o u t p u t o f r f i n ? . t h i s p i n c a n b e l e f t u n c o n n e c t e d i f t h e d i v i d e r f u n c t i o n a l i t y i s n o t r e q u i r e d . 1 9 r f o u t + d i v i d e d - d o w n o u t p u t o f r f i n + . t h i s p i n c a n b e l e f t u n c o n n e c t e d i f t h e d i v i d e r f u n c t i o n a l i t y i s n o t r e q u i r e d . 2 1 p d b r f r f p o w e r - d o w n . a l o g i c l o w o n t h i s p i n m u t e s t h e r f o u t p u t s . t h i s f u n c t i o n i s a l s o s o f t w a r e c o n t r o l l a b l e . 2 2 d v d d d i g i t a l p o w e r s u p p l y . p l a c e d e c o u p l i n g c a p a c i t o r s t o t h e g r o u n d p l a n e a s c l o s e t o t h i s p i n a s p o s s i b l e . d v d d m u s t h a v e t h e s a m e v a l u e a s a v d d . 2 5 r e f i n r e f e r e n c e i n p u t . t h i s c m o s i n p u t h a s a n o m i n a l t h r e s h o l d o f a v d d / 2 a n d a d c e q u i v a l e n t i n p u t r e s i s t a n c e o f 1 0 0 k . t h i s i n p u t c a n b e d r i v e n f r o m a c r y s t a l o s c i l l a t o r , t c x o , o r o t h e r r e f e r e n c e . 2 6 l d l o c k d e t e c t o u t p u t . a l o g i c h i g h o u t p u t o n t h i s p i n i n d i c a t e s p l l l o c k . a l o g i c l o w o u t p u t i n d i c a t e s l o s s o f p l l l o c k .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 8 o f 2 8 p i n n o . m n e m o n i c d e s c r i p t i o n 2 7 m u x o u t m u l t i p l e x e r o u t p u t . t h e m u l t i p l e x e r o u t p u t a l l o w s t h e l o c k d e t e c t , t h e n d i v i d e r v a l u e , o r t h e r c o u n t e r v a l u e t o b e a c c e s s e d e x t e r n a l l y . 2 8 s d v d d d i g i t a l - m o d u l a t o r p o w e r s u p p l y . p l a c e d e c o u p l i n g c a p a c i t o r s t o t h e g r o u n d p l a n e a s c l o s e t o t h i s p i n a s p o s s i b l e . s d v d d m u s t h a v e t h e s a m e v a l u e a s a v d d . 2 9 s d g n d d i g i t a l - m o d u l a t o r g r o u n d . a l l g r o u n d p i n s s h o u l d b e t i e d t o g e t h e r . 3 1 r s e t c o n n e c t i n g a r e s i s t o r b e t w e e n t h i s p i n a n d g n d s e t s t h e c h a r g e p u m p o u t p u t c u r r e n t . p l a c e t h e r e s i s t o r a s c l o s e t o t h i s p i n a s p o s s i b l e . t h e n o m i n a l v o l t a g e b i a s a t t h e r s e t p i n i s 0 . 5 5 v . t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n i c p a n d r s e t i s a s f o l l o w s : i c p = 1 . 9 6 / r s e t w h e r e : r s e t = 5 . 1 k . i c p = 3 8 4 a . e p e x p o s e d p a d e x p o s e d p a d . t h e l f c s p h a s a n e x p o s e d p a d t h a t m u s t b e c o n n e c t e d t o g n d .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 9 o f 2 8 t y p i c a l p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 i c p ( a ) v c p ( v ) 0 9 0 5 8 - 0 0 4 ? 5 0 0 ? 4 5 0 ? 4 0 0 ? 3 5 0 ? 3 0 0 ? 2 5 0 ? 2 0 0 ? 1 5 0 ? 1 0 0 ? 5 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0 i c p = 5 0 a s o u r c e i c p = 5 0 a s i n k i c p = 1 0 0 a s o u r c e i c p = 1 0 0 a s i n k i c p = 1 5 0 a s o u r c e i c p = 1 5 0 a s i n k i c p = 2 0 0 a s o u r c e i c p = 2 0 0 a s i n k i c p = 2 5 0 a s o u r c e i c p = 2 5 0 a s i n k i c p = 3 0 0 a s o u r c e i c p = 3 0 0 a s i n k i c p = 3 5 0 a s o u r c e i c p = 3 5 0 a s i n k i c p = 4 0 0 a s o u r c e i c p = 4 0 0 a s i n k f i g u r e 4 . c h a r g e p u m p o u t p u t c h a r a c t e r i s t i c s , v p = 2 8 v , i c p v a r i e d f r o m 5 0 a t o 4 0 0 a , r s e t = 5 . 1 k 1 0 0 1 k 1 0 k 1 0 0 k 1 m 1 0 m 1 0 0 m p h a s e n o i s e ( d b c / h z ) f r e q u e n c y ( h z ) 0 9 0 5 8 - 0 0 5 ? 1 7 0 ? 1 6 5 ? 1 6 0 ? 1 5 5 ? 1 5 0 ? 1 4 5 ? 1 4 0 ? 1 3 5 ? 1 3 0 ? 1 2 5 ? 1 2 0 ? 1 1 5 ? 1 1 0 ? 1 0 5 ? 1 0 0 ? 9 5 ? 9 0 ? 8 5 ? 8 0 a d f 4 1 5 0 h v r m s n o i s e = 0 . 2 8 a d f 4 1 5 6 r m s n o i s e = 0 . 3 6 f i g u r e 5 . a c t i v e f i l t e r p h a s e n o i s e , a d f 4 1 5 0 h v v s . a d f 4 1 5 6 ; a c t i v e f i l t e r i m p l e m e n t e d u s i n g o p 2 7 o p a m p ; p f d = 2 0 m h z , l o o p b a n d w i d t h = 1 0 k h z , i c p = 3 0 0 a , c a r r i e r f r e q u e n c y = 1 . 7 g h z , v p = 2 8 v 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 f r e q u e n c y ( g h z ) t i m e ( s ) 0 9 0 5 8 - 0 0 6 1 . 0 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 1 . 6 1 . 7 1 . 8 2 . 0 1 . 9 b o o s t m o d e o n b o o s t m o d e o f f f i g u r e 6 . p l l l o c k t i m e w i t h b o o s t m o d e o n a n d o f f ; l o c k i n g o v e r o c t a v e r a n g e j u m p ( 1 g h z t o 2 g h z ) f o r p f d = 2 0 m h z , l o o p b a n d w i d t h = 1 0 0 k h z , i c p = 3 0 0 a , v p = 2 8 v , v d d = 3 . 3 v , r e f i n = 1 0 0 m h z 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 i c p m i s m a t c h ( % ) v c p ( v ) 0 9 0 5 8 - 0 0 7 ? 1 6 ? 1 4 ? 1 2 ? 1 0 ? 8 ? 6 ? 4 ? 2 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 v p = 6 v m i s m a t c h ( % ) v p = 9 v m i s m a t c h ( % ) v p = 1 2 v m i s m a t c h ( % ) v p = 1 5 v m i s m a t c h ( % ) v p = 1 8 v m i s m a t c h ( % ) v p = 2 1 v m i s m a t c h ( % ) v p = 2 4 v m i s m a t c h ( % ) v p = 2 8 v m i s m a t c h ( % ) f i g u r e 7 . c h a r g e p u m p o u t p u t m i s m a t c h v s . v p , i c p = 2 0 0 a 1 5 0 0 1 5 2 5 1 5 2 0 1 5 1 5 1 5 1 0 1 5 0 5 s p u r l e v e l ( d b c ) f r e q u e n c y ( m h z ) 0 9 0 5 8 - 0 0 8 ? 1 3 0 ? 1 2 0 ? 1 1 0 ? 1 0 0 ? 9 0 ? 8 0 ? 7 0 ? 6 0 ? 5 0 ? 4 0 2 0 0 k h z 4 0 0 k h z 6 0 0 k h z 8 0 0 k h z b e a t n o t e s p u r b e a t n o t e s p u r f i g u r e 8 . f r a c t i o n a l s p u r l e v e l s v s . f r e q u e n c y , l o w s p u r m o d e ; m e a s u r e d a t v c o o u t p u t , p f d = 2 5 m h z , m o d = 1 2 5 1 5 0 0 1 5 2 5 1 5 2 0 1 5 1 5 1 5 1 0 1 5 0 5 s p u r l e v e l ( d b c ) f r e q u e n c y ( m h z ) 0 9 0 5 8 - 0 0 9 ? 1 3 0 ? 1 2 0 ? 1 1 0 ? 1 0 0 ? 9 0 ? 8 0 ? 7 0 ? 6 0 ? 5 0 ? 4 0 2 0 0 k h z 4 0 0 k h z 6 0 0 k h z 8 0 0 k h z f i g u r e 9 . f r a c t i o n a l s p u r l e v e l s v s . f r e q u e n c y , l o w n o i s e m o d e ; m e a s u r e d a t v c o o u t p u t , p f d = 2 5 m h z , m o d = 1 2 5
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 0 o f 2 8 1 0 0 0 2 0 0 0 1 8 0 0 1 6 0 0 1 4 0 0 1 2 0 0 s p u r l e v e l ( d b c ) f r e q u e n c y ( m h z ) 0 9 0 5 8 - 1 1 0 ? 1 2 0 ? 1 1 0 ? 1 0 0 ? 9 0 ? 8 0 ? 7 0 ? 6 0 ? 5 0 ? 4 0 2 5 m h z 5 0 m h z 7 5 m h z 1 0 0 m h z f i g u r e 1 0 . p f d a n d r e f e r e n c e s p u r l e v e l s v s . f r e q u e n c y a t v c o o u t p u t , r e f i n = 1 0 0 m h z , p f d = 2 5 m h z 1 0 0 0 2 0 0 0 1 8 0 0 1 6 0 0 1 4 0 0 1 2 0 0 s p u r l e v e l ( d b c ) f r e q u e n c y ( m h z ) 0 9 0 5 8 - 1 1 1 ? 1 2 0 ? 1 1 0 ? 1 0 0 ? 9 0 ? 8 0 ? 7 0 ? 6 0 ? 5 0 ? 4 0 2 5 m h z 5 0 m h z 7 5 m h z 1 0 0 m h z f i g u r e 1 1 . p f d a n d r e f e r e n c e s p u r l e v e l s v s . f r e q u e n c y a t v c o o u t p u t w i t h a d l 5 5 4 1 b u f f e r p l a c e d b e t w e e n v c o o u t p u t a n d r f i n p u t , r e f i n = 1 0 0 m h z , p f d = 2 5 m h z 1 0 0 0 1 3 0 0 1 2 5 0 1 2 0 0 1 1 5 0 1 1 0 0 1 0 5 0 p h a s e n o i s e ( d b c / h z ) f r e q u e n c y ( m h z ) 0 9 0 5 8 - 1 1 2 ? 1 1 0 ? 8 0 ? 8 5 ? 9 0 ? 9 5 ? 1 0 0 ? 1 0 5 l o w n o i s e m o d e l o w s p u r m o d e f i g u r e 1 2 . i n - b a n d p h a s e n o i s e m e a s u r e d a t 3 k h z o f f s e t f o r l o w n o i s e m o d e a n d l o w s p u r m o d e , p f d = 2 5 m h z , p l l l o o p b a n d w i d t h = 4 0 k h z 0 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 o u t p u t p o w e r ( d b m ) f r e q u e n c y ( m h z ) 0 9 0 5 8 - 1 1 3 ? 1 6 ? 1 4 ? 1 2 ? 1 0 ? 8 ? 6 ? 4 ? 2 0 2 4 + 5 d b m + 2 d b m ? 1 d b m ? 4 d b m f i g u r e 1 3 . s i n g l e - e n d e d r f o u t p u t p o w e r l e v e l v s . f r e q u e n c y a n d p o w e r s e t t i n g , r f o u t p u t p i n s p u l l e d u p t o 3 . 3 v v i a 2 7 n h | | 5 0
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 1 o f 2 8 c i r c u i t d e s c r i p t i o n r e f e r e n c e i n p u t s e c t i o n t h e r e f e r e n c e i n p u t s t a g e i s s h o w n i n f i g u r e 1 4 . t h e s w 1 a n d s w 2 s w i t c h e s a r e n o r m a l l y c l o s e d . t h e s w 3 s w i t c h i s n o r m a l l y o p e n . w h e n p o w e r - d o w n i s i n i t i a t e d , s w 3 i s c l o s e d , a n d s w 1 a n d s w 2 a r e o p e n e d . i n t h i s w a y , n o l o a d i n g o f t h e r e f i n p i n o c c u r s d u r i n g p o w e r - d o w n . b u f f e r t o r c o u n t e r r e f i n 1 0 0 k ? n c s w 2 s w 3 n o n c s w 1 p o w e r - d o w n c o n t r o l 0 9 0 5 8 - 0 1 0 f i g u r e 1 4 . r e f e r e n c e i n p u t s t a g e r f n d i v i d e r t h e r f n d i v i d e r a l l o w s a d i v i s i o n r a t i o i n t h e p l l f e e d b a c k p a t h . t h e d i v i s i o n r a t i o i s d e t e r m i n e d b y t h e i n t , f r a c , a n d m o d v a l u e s , w h i c h b u i l d u p t h i s d i v i d e r ( s e e f i g u r e 1 5 ) . t h i r d - o r d e r f r a c t i o n a l i n t e r p o l a t o r f r a c v a l u e m o d v a l u e i n t v a l u e r f n d i v i d e r n = i n t + f r a c / m o d f r o m v c o o u t p u t / o u t p u t d i v i d e r s t o p f d n c o u n t e r 0 9 0 5 8 - 0 1 1 f i g u r e 1 5 . r f n d i v i d e r i n t , f r a c , m o d , a n d r c o u n t e r r e l a t i o n s h i p t h e i n t , f r a c , a n d m o d v a l u e s , i n c o n j u n c t i o n w i t h t h e r c o u n t e r , m a k e i t p o s s i b l e t o g e n e r a t e o u t p u t f r e q u e n c i e s t h a t a r e s p a c e d b y f r a c t i o n s o f t h e p f d f r e q u e n c y . f o r m o r e i n f o r m a - t i o n , s e e t h e r f s y n t h e s i z e r ? a w o r k e d e x a m p l e s e c t i o n . t h e r f v c o f r e q u e n c y ( r f o u t ) e q u a t i o n i s r f o u t = ( f p f d / r f d i v i d e r ) [ i n t + ( f r a c / m o d ) ] ( 1 ) w h e r e : r f o u t i s t h e o u t p u t f r e q u e n c y o f t h e e x t e r n a l v o l t a g e c o n t r o l l e d o s c i l l a t o r ( v c o ) . r f d i v i d e r i s t h e o u t p u t d i v i d e r t h a t d i v i d e s d o w n t h e v c o f r e q u e n c y . i n t i s t h e p r e s e t d i v i d e r a t i o o f t h e b i n a r y 1 6 - b i t c o u n t e r ( 2 3 t o 3 2 , 7 6 7 f o r t h e 4 / 5 p r e s c a l e r , 7 5 t o 6 5 , 5 3 5 f o r t h e 8 / 9 p r e s c a l e r ) . f r a c i s t h e n u m e r a t o r o f t h e f r a c t i o n a l d i v i s i o n ( 0 t o m o d ? 1 ) . m o d i s t h e p r e s e t f r a c t i o n a l m o d u l u s ( 2 t o 4 0 9 5 ) . t h e p f d f r e q u e n c y ( f p f d ) e q u a t i o n i s f p f d = r e f i n [ ( 1 + d ) / ( r ( 1 + t ) ) ] ( 2 ) w h e r e : r e f i n i s t h e r e f e r e n c e i n p u t f r e q u e n c y . d i s t h e r e f i n d o u b l e r b i t . r i s t h e p r e s e t d i v i d e r a t i o o f t h e b i n a r y 1 0 - b i t p r o g r a m m a b l e r e f e r e n c e c o u n t e r ( 1 t o 1 0 2 3 ) . t i s t h e r e f i n d i v i d e - b y - 2 b i t ( 0 o r 1 ) . i n t e g e r - n m o d e i f f r a c = 0 a n d t h e d b 8 ( l d f ) b i t i n r e g i s t e r 2 i s s e t t o 1 , t h e s y n t h e s i z e r o p e r a t e s i n i n t e g e r - n m o d e . t h e d b 8 b i t i n r e g i s t e r 2 s h o u l d b e s e t t o 1 f o r i n t e g e r - n d i g i t a l l o c k d e t e c t . r c o u n t e r t h e 1 0 - b i t r c o u n t e r a l l o w s t h e i n p u t r e f e r e n c e f r e q u e n c y ( r e f i n ) t o b e d i v i d e d d o w n t o p r o d u c e t h e r e f e r e n c e c l o c k t o t h e p f d . d i v i s i o n r a t i o s f r o m 1 t o 1 0 2 3 a r e a l l o w e d . p h a s e f r e q u e n c y d e t e c t o r ( p f d ) a n d h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p t h e p h a s e f r e q u e n c y d e t e c t o r ( p f d ) t a k e s i n p u t s f r o m t h e r c o u n t e r a n d n c o u n t e r a n d p r o d u c e s a n o u t p u t p r o p o r t i o n a l t o t h e p h a s e a n d f r e q u e n c y d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e m . f i g u r e 1 6 i s a s i m p l i f i e d s c h e m a t i c o f t h e p h a s e f r e q u e n c y d e t e c t o r . u 3 c l r 2 q 2 d 2 u 2 d o w n u p h i g h h i g h c p o u t ? i n + i n c h a r g e p u m p d e l a y c l r 1 q 1 d 1 u 1 0 9 0 5 8 - 0 1 2 f i g u r e 1 6 . p f d s i m p l i f i e d s c h e m a t i c t h e p f d i n c l u d e s a d e l a y e l e m e n t t h a t s e t s t h e w i d t h o f t h e a n t i b a c k l a s h p u l s e t o 4 . 2 n s . t h i s p u l s e e n s u r e s t h a t t h e r e i s n o d e a d z o n e i n t h e p f d t r a n s f e r f u n c t i o n a n d p r o v i d e s a c o n s i s t e n t r e f e r e n c e s p u r l e v e l . t h e h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p i s d e s i g n e d o n a n a n a l o g d e v i c e s , i n c . , p r o p r i e t a r y h i g h v o l t a g e p r o c e s s a n d a l l o w s t h e c h a r g e p u m p t o o u t p u t v o l t a g e s a s h i g h a s 2 9 v w h e n p o w e r e d b y a 3 0 v s u p p l y . t h e h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p r e m o v e s t h e n e e d f o r a c t i v e f i l t e r i n g w h e n i n t e r f a c i n g t o a h i g h v o l t a g e v c o .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 2 o f 2 8 m u x o u t a n d l o c k d e t e c t t h e m u l t i p l e x e r o u t p u t o n t h e a d f 4 1 5 0 h v a l l o w s t h e u s e r t o a c c e s s v a r i o u s i n t e r n a l p o i n t s o n t h e c h i p . t h e s t a t e o f m u x o u t i s c o n t r o l l e d b y t h e m 3 , m 2 , a n d m 1 b i t s i n r e g i s t e r 2 ( s e e f i g u r e 2 2 ) . f i g u r e 1 7 s h o w s t h e m u x o u t s e c t i o n i n b l o c k d i a g r a m f o r m . g n d d v d d c o n t r o l m u x m u x o u t a n a l o g l o c k d e t e c t d i g i t a l l o c k d e t e c t r c o u n t e r o u t p u t n c o u n t e r o u t p u t g n d r e s e r v e d t h r e e - s t a t e - o u t p u t d v d d r c o u n t e r i n p u t 0 9 0 5 8 - 0 1 3 f i g u r e 1 7 . m u x o u t s c h e m a t i c i n p u t s h i f t r e g i s t e r s t h e a d f 4 1 5 0 h v d i g i t a l s e c t i o n i n c l u d e s a 1 0 - b i t r f r c o u n t e r , a 1 6 - b i t r f n c o u n t e r , a 1 2 - b i t f r a c c o u n t e r , a n d a 1 2 - b i t m o d u l u s c o u n t e r . d a t a i s c l o c k e d i n t o t h e 3 2 - b i t s h i f t r e g i s t e r o n e a c h r i s i n g e d g e o f c l k . t h e d a t a i s c l o c k e d i n m s b f i r s t . d a t a i s t r a n s f e r r e d f r o m t h e s h i f t r e g i s t e r t o o n e o f s i x l a t c h e s o n t h e r i s i n g e d g e o f l e . t h e d e s t i n a t i o n l a t c h i s d e t e r m i n e d b y t h e s t a t e o f t h e t h r e e c o n t r o l b i t s ( c 3 , c 2 , a n d c 1 ) i n t h e s h i f t r e g i s t e r . a s s h o w n i n f i g u r e 2 , t h e c o n t r o l b i t s a r e t h e t h r e e l s b s : d b 2 , d b 1 , a n d d b 0 . t h e t r u t h t a b l e f o r t h e s e b i t s i s s h o w n i n t a b l e 6 . f i g u r e 1 9 s u m m a r i z e s h o w t h e l a t c h e s a r e p r o g r a m m e d . t a b l e 6 . t r u t h t a b l e f o r c 3 , c 2 , a n d c 1 c o n t r o l b i t s c o n t r o l b i t s r e g i s t e r c 3 c 2 c 1 0 0 0 r e g i s t e r 0 ( r 0 ) 0 0 1 r e g i s t e r 1 ( r 1 ) 0 1 0 r e g i s t e r 2 ( r 2 ) 0 1 1 r e g i s t e r 3 ( r 3 ) 1 0 0 r e g i s t e r 4 ( r 4 ) 1 0 1 r e g i s t e r 5 ( r 5 ) p r o g r a m m o d e s t a b l e 6 a n d f i g u r e 1 9 t h r o u g h f i g u r e 2 5 s h o w h o w t h e p r o g r a m m o d e s a r e s e t u p i n t h e a d f 4 1 5 0 h v . t h e f o l l o w i n g s e t t i n g s i n t h e a d f 4 1 5 0 h v a r e d o u b l e b u f f e r e d : p h a s e v a l u e , m o d u l u s v a l u e , r e f e r e n c e d o u b l e r , r e f e r e n c e d i v i d e - b y - 2 , r c o u n t e r v a l u e , a n d c h a r g e p u m p c u r r e n t s e t t i n g . b e f o r e t h e p a r t u s e s a n e w v a l u e f o r a n y d o u b l e - b u f f e r e d s e t t i n g , t h e f o l l o w i n g t w o e v e n t s m u s t o c c u r : 1 . t h e n e w v a l u e i s l a t c h e d i n t o t h e d e v i c e b y w r i t i n g t o t h e a p p r o p r i a t e r e g i s t e r . 2 . a n e w w r i t e i s p e r f o r m e d o n r e g i s t e r 0 ( r 0 ) . f o r e x a m p l e , a n y t i m e t h a t t h e m o d u l u s v a l u e i s u p d a t e d , r e g i s t e r 0 ( r 0 ) m u s t b e w r i t t e n t o , t o e n s u r e t h a t t h e m o d u l u s v a l u e i s l o a d e d c o r r e c t l y . t h e d i v i d e r s e l e c t v a l u e i n r e g i s t e r 4 ( r 4 ) i s a l s o d o u b l e b u f f e r e d , b u t o n l y i f t h e d b 1 3 b i t o f r e g i s t e r 2 ( r 2 ) i s h i g h . o u t p u t s t a g e t h e r f o u t + a n d r f o u t ? p i n s o f t h e a d f 4 1 5 0 h v a r e c o n n e c t e d t o t h e c o l l e c t o r s o f a n n p n d i f f e r e n t i a l p a i r d r i v e n b y b u f f e r e d o u t p u t s o f t h e v c o , a s s h o w n i n f i g u r e 1 8 . t o a l l o w t h e u s e r t o o p t i m i z e t h e p o w e r d i s s i p a t i o n v s . o u t p u t p o w e r r e q u i r e m e n t s , t h e t a i l c u r r e n t o f t h e d i f f e r e n t i a l p a i r i s p r o g r a m m a b l e u s i n g b i t s [ d b 4 : d b 3 ] i n r e g i s t e r 4 ( r 4 ) . f o u r c u r r e n t l e v e l s c a n b e s e t . t h e s e l e v e l s g i v e o u t p u t p o w e r l e v e l s o f ? 4 d b m , ? 1 d b m , + 2 d b m , a n d + 5 d b m , r e s p e c t i v e l y , u s i n g a 5 0 r e s i s t o r t o a v d d a n d a c c o u p l i n g i n t o a 5 0 l o a d . a l t e r n a t i v e l y , b o t h o u t p u t s c a n b e c o m b i n e d i n a 1 + 1 : 1 t r a n s f o r m e r o r a 1 8 0 m i c r o s t r i p c o u p l e r ( s e e t h e o u t p u t m a t c h i n g s e c t i o n ) . i f t h e o u t p u t s a r e u s e d i n d i v i d u a l l y , t h e o p t i m u m o u t p u t s t a g e c o n s i s t s o f a s h u n t i n d u c t o r t o a v d d . v c o r f o u t + r f o u t ? 0 9 0 5 8 - 0 1 4 b u f f e r / d i v i d e - b y - 1 / - 2 / - 4 / - 8 / - 1 6 f i g u r e 1 8 . o u t p u t s t a g e a n o t h e r f e a t u r e o f t h e a d f 4 1 5 0 h v i s t h a t t h e s u p p l y c u r r e n t t o t h e r f o u t p u t s t a g e c a n b e s h u t d o w n u n t i l t h e p a r t a c h i e v e s l o c k , a s m e a s u r e d b y t h e d i g i t a l l o c k d e t e c t c i r c u i t r y . t h i s f e a t u r e i s e n a b l e d b y t h e m u t e - t i l l - l o c k d e t e c t ( m t l d ) b i t i n r e g i s t e r 4 ( r 4 ) .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 3 o f 2 8 r e g i s t e r m a p s d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 n 1 6 n 1 5 n 1 4 n 1 3 n 1 2 n 1 1 n 1 0 n 9 r e s e r v e d 1 6 - b i t i n t e g e r v a l u e ( i n t ) 1 2 - b i t f r a c t i o n a l v a l u e ( f r a c ) c o n t r o l b i t s n 8 n 7 n 6 n 5 n 4 n 3 n 2 n 1 f 1 2 f 1 1 f 1 0 f 9 f 8 f 7 f 6 f 5 f 4 f 3 f 2 f 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 0 ) d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 0 0 0 p r 1 p 1 2 p 1 1 p 1 0 p 9 1 2 - b i t p h a s e v a l u e ( p h a s e ) 1 2 - b i t m o d u l u s v a l u e ( m o d ) c o n t r o l b i t s p 8 p 7 p 6 p 5 p 4 p 3 p 2 p 1 m 1 2 m 1 1 m 1 0 m 9 m 8 m 7 m 6 m 5 m 4 m 3 m 2 m 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 1 ) d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 l 2 l 1 m 3 m 2 m 1 r d 2 r d 1 r 1 0 r 9 r 8 r 7 r 6 r 5 r 4 r 3 r 2 r 1 d 1 0 c p 3 c p 2 c p 1 u 6 u 5 1 u 3 u 2 u 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 1 ) c 1 ( 0 ) b o o s t e n r d i v 2 r e f e r e n c e d o u b l e r c h a r g e p u m p c u r r e n t s e t t i n g 1 0 - b i t r c o u n t e r c o n t r o l b i t s d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 b 1 0 c 2 c 1 d 1 2 d 1 1 d 1 0 d 9 d 8 d 7 d 6 d 5 d 4 d 3 d 2 d 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 1 ) c 1 ( 1 ) c o n t r o l b i t s 1 2 - b i t c l o c k d i v i d e r v a l u e l d p r e s e r v e d p o w e r - d o w n c p t h r e e - s t a t e c o u n t e r r e s e t o u t p u t p o w e r c l k d i v m o d e d b r 1 1 d b r = d o u b l e b u f f e r e d r e g i s t e r ? b u f f e r e d b y t h e w r i t e t o r e g i s t e r 0 . 2 d b b = d o u b l e b u f f e r e d b i t s ? b u f f e r e d b y t h e w r i t e t o r e g i s t e r 0 , i f a n d o n l y i f d b 1 3 o f r e g i s t e r 2 i s h i g h . r e s e r v e d l d f r e s e r v e d r e g i s t e r 4 d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d 1 3 d 1 2 d 1 1 d 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d 8 d 3 d 2 d 1 c 3 ( 1 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 0 ) c o n t r o l b i t s r e s e r v e d r e s e r v e d r f o u t p u t e n a b l e l d p i n m o d e m t l d d i v i d e r s e l e c t f e e d b a c k s e l e c t r e g i s t e r 0 r e g i s t e r 1 r e g i s t e r 2 r e g i s t e r 3 r e g i s t e r 5 d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 a b p 2 a b p 1 c e 1 1 0 0 0 0 d 1 5 d 1 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 c 3 ( 1 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 1 ) c o n t r o l b i t s r e s e r v e d r e s e r v e d d b b 2 d o u b l e b u f f e r r e s e r v e d r e s e r v e d r e s e r v e d d b r 1 d b r 1 d b r 1 d b r 1 d b r 1 r e s e r v e d c c e n a b l e a b p w i d t h r e s e r v e d p r e s c a l e r l o w n o i s e a n d l o w s p u r m o d e s m u x o u t 0 9 0 5 8 - 0 1 5 f i g u r e 1 9 . r e g i s t e r s u m m a r y
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 4 o f 2 8 n 1 6 n 1 5 . . . n 5 n 4 n 3 n 2 n 1 i n t e g e r v a l u e ( i n t ) 0 0 . . . 0 0 0 0 0 n o t a l l o w e d 0 0 . . . 0 0 0 0 1 n o t a l l o w e d 0 0 . . . 0 0 0 1 0 n o t a l l o w e d . . . . . . . . . . . . . 0 0 . . . 1 0 1 1 0 n o t a l l o w e d 0 0 . . . 1 0 1 1 1 2 3 0 0 . . . 1 1 0 0 0 2 4 . . . . . . . . . . . . . 1 1 . . . 1 1 1 0 1 6 5 , 5 3 3 1 1 . . . 1 1 1 1 0 6 5 , 5 3 4 1 1 . . . 1 1 1 1 1 6 5 , 5 3 5 f 1 2 f 1 1 . . . f 2 f 1 f r a c t i o n a l v a l u e ( f r a c ) 0 0 . . . 0 0 0 0 0 . . . 0 1 1 0 0 . . . 1 0 2 0 0 . . . 1 1 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 . . . 0 0 4 0 9 2 1 1 . . . 0 1 4 0 9 3 1 1 . . . 1 0 4 0 9 4 1 1 . . . 1 1 4 0 9 5 d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 n 1 6 n 1 5 n 1 4 n 1 3 n 1 2 n 1 1 n 1 0 n 9 r e s e r v e d 1 6 - b i t i n t e g e r v a l u e ( i n t ) 1 2 - b i t f r a c t i o n a l v a l u e ( f r a c ) c o n t r o l b i t s n 8 n 7 n 6 n 5 n 4 n 3 n 2 n 1 f 1 2 f 1 1 f 1 0 f 9 f 8 f 7 f 6 f 5 f 4 f 3 f 2 f 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 0 ) i n t m i n = 7 5 w i t h p r e s c a l e r = 8 / 9 0 9 0 5 8 - 0 1 6 f i g u r e 2 0 . r e g i s t e r 0 ( r 0 ) p 1 2 p 1 1 . . . p 2 p 1 p h a s e v a l u e ( p h a s e ) 0 0 . . . 0 0 0 0 0 . . . 0 1 1 ( r e c o m m e n d e d ) 0 0 . . . 1 0 2 0 0 . . . 1 1 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 . . . 0 0 4 0 9 2 1 1 . . . 0 1 4 0 9 3 1 1 . . . 1 0 4 0 9 4 1 1 . . . 1 1 4 0 9 5 d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 0 0 0 p r 1 p 1 2 p 1 1 p 1 0 p 9 1 2 - b i t p h a s e v a l u e ( p h a s e ) 1 2 - b i t m o d u l u s v a l u e ( m o d ) c o n t r o l b i t s p 8 p 7 p 6 p 5 p 4 p 3 p 2 p 1 m 1 2 m 1 1 m 1 0 m 9 m 8 m 7 m 6 m 5 m 4 m 3 m 2 m 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 1 ) r e s e r v e d m 1 2 m 1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m 2 m 1 i n t e r p o l a t o r m o d u l u s ( m o d ) 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 0 0 4 0 9 2 1 1 0 1 4 0 9 3 1 1 1 0 4 0 9 4 1 1 1 1 4 0 9 5 p r e s c a l e r p 1 p r e s c a l e r 0 4 / 5 1 8 / 9 d b r d b r 0 9 0 5 8 - 0 1 7 f i g u r e 2 1 . r e g i s t e r 1 ( r 1 )
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 5 o f 2 8 r d 2 r e f e r e n c e d o u b l e r 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d r d 1 r e f e r e n c e d i v i d e - b y - 2 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d c p 3 c p 2 c p 1 i c p ( a ) 5 . 1 k ? 0 0 0 4 8 0 0 1 9 6 0 1 0 1 4 4 0 1 1 1 9 2 1 0 0 2 4 0 1 0 1 2 8 8 1 1 0 3 3 6 1 1 1 3 8 4 r 1 0 r 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . r 2 r 1 r c o u n t e r ( r ) 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 1 1 0 2 1 1 1 1 0 1 0 2 2 1 1 1 1 1 0 2 3 d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 l 2 l 1 m 3 m 2 m 1 r d 2 r d 1 r 1 0 r 9 r 8 r 7 r 6 r 5 r 4 r 3 r 2 r 1 d 1 0 c p 3 c p 2 c p 1 u 6 u 5 1 u 3 u 2 u 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 1 ) c 1 ( 0 ) r d i v 2 d b r r e f e r e n c e d o u b l e r d b r c h a r g e p u m p c u r r e n t s e t t i n g 1 0 - b i t r c o u n t e r d b r c o n t r o l b i t s l d p r e s e r v e d p o w e r - d o w n c p t h r e e - s t a t e c o u n t e r r e s e t l d f m u x o u t d o u b l e b u f f e r r e s e r v e d u 5 l d p 0 1 0 n s 1 6 n s r e s e r v e d b i t 0 r e s e r v e d 1 n o r m a l o p e r a t i o n u 3 p o w e r - d o w n 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d u 2 c p t h r e e - s t a t e 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d u 1 c o u n t e r r e s e t 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d d 1 d o u b l e b u f f e r r 4 [ d b 2 2 : d b 2 0 ] 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d u 6 l d f 0 f r a c - n 1 i n t - n r e s e r v e d m 3 m 2 m 1 o u t p u t 0 0 0 t h r e e - s t a t e o u t p u t 0 0 1 d v d d 0 1 0 g n d 0 1 1 r c o u n t e r o u t p u t 1 0 0 n d i v i d e r o u t p u t 1 0 1 a n a l o g l o c k d e t e c t 1 1 0 d i g i t a l l o c k d e t e c t 1 1 1 r e s e r v e d l 2 l 1 n o i s e m o d e 0 0 l o w n o i s e m o d e 0 1 r e s e r v e d 1 0 r e s e r v e d 1 1 l o w s p u r m o d e l o w n o i s e a n d l o w s p u r m o d e s 0 9 0 5 8 - 0 1 8 d b r f i g u r e 2 2 . r e g i s t e r 2 ( r 2 ) c 2 c 1 c l o c k d i v i d e r m o d e 0 0 c l o c k d i v i d e r o f f 0 1 r e s e r v e d 1 0 r e s y n c e n a b l e 1 1 r e s e r v e d d 1 2 d 1 1 . . . d 2 d 1 c l o c k d i v i d e r v a l u e 0 0 . . . 0 0 0 0 0 . . . 0 1 1 0 0 . . . 1 0 2 0 0 . . . 1 1 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 . . . 0 0 4 0 9 2 1 1 . . . 0 1 4 0 9 3 1 1 . . . 1 0 4 0 9 4 1 1 . . . 1 1 4 0 9 5 b o o s t e n d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 b 1 0 c 2 c 1 d 1 2 d 1 1 d 1 0 d 9 d 8 d 7 d 6 d 5 d 4 d 3 d 2 d 1 c 3 ( 0 ) c 2 ( 1 ) c 1 ( 1 ) c o n t r o l b i t s 1 2 - b i t c l o c k d i v i d e r v a l u e c l k d i v m o d e r e s e r v e d b 1 b o o s t e n a b l e 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d r e s e r v e d 0 0 0 0 0 9 0 5 8 - 0 1 9 f i g u r e 2 3 . r e g i s t e r 3 ( r 3 )
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 6 o f 2 8 d 3 r f o u t 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d d 2 d 1 o u t p u t p o w e r ( d b m ) 0 0 ? 4 0 1 ? 1 1 0 + 2 1 1 + 5 d 8 m u t e t i l l l o c k d e t e c t 0 m u t e d i s a b l e d 1 m u t e e n a b l e d d 1 2 d 1 1 r f d i v i d e r s e l e c t 0 0 1 0 0 2 0 1 4 0 1 8 d 1 0 01 0 1 1 0 1 6 0 d 1 3 f e e d b a c k s e l e c t 0 f u n d a m e n t a l 1 d i v i d e d o u t p u t p o w e r d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d 1 3 d 1 2 d 1 1 d 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d 8 0 0 0 0 d 3 d 2 d 1 c 3 ( 1 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 0 ) c o n t r o l b i t s r e s e r v e d r e s e r v e d r f o u t p u t e n a b l e m t l d d i v i d e r s e l e c t f e e d b a c k s e l e c t r e s e r v e d d b b 0 9 0 5 8 - 0 2 0 f i g u r e 2 4 . r e g i s t e r 4 ( r 4 ) l d p i n m o d e d b 3 1 d b 3 0 d b 2 9 d b 2 8 d b 2 7 d b 2 6 d b 2 5 d b 2 4 d b 2 3 d b 2 2 d b 2 1 d b 2 0 d b 1 9 d b 1 8 d b 1 7 d b 1 6 d b 1 5 d b 1 4 d b 1 3 d b 1 2 d b 1 1 d b 1 0 d b 9 d b 8 d b 7 d b 6 d b 5 d b 4 d b 3 d b 2 d b 1 d b 0 a b p 2 a b p 1 c e 1 1 0 0 0 0 d 1 5 d 1 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 c 3 ( 1 ) c 2 ( 0 ) c 1 ( 1 ) c o n t r o l b i t s r e s e r v e d r e s e r v e d r e s e r v e d c c e n a b l e a b p w i d t h d 1 5 d 1 4 l o c k d e t e c t p i n o p e r a t i o n 0 0 o u t p u t l o w 0 1 d i g i t a l l o c k d e t e c t 1 1 0 o u t p u t l o w 1 1 o u t p u t h i g h a b p 2 a b p 1 a n t i b a c k l a s h p u l s e w i d t h 0 0 4 . 2 n s ( r e c o m m e n d e d ) 0 1 r e s e r v e d 1 0 r e s e r v e d 1 1 r e s e r v e d r e s e r v e d b i t 0 r e s e r v e d 1 n o r m a l o p e r a t i o n c e 1 c h a r g e c a n c e l l a t i o n 1 m u x o u t i n r e g i s t e r 2 m u s t a l s o b e s e t t o d i g i t a l l o c k d e t e c t f o r t h e l o c k d e t e c t p i n t o o p e r a t e c o r r e c t l y . 0 d i s a b l e d 1 e n a b l e d 0 9 0 5 8 - 0 2 1 f i g u r e 2 5 . r e g i s t e r 5 ( r 5 )
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 7 o f 2 8 r e g i s t e r 0 c o n t r o l b i t s w h e n b i t s [ c 3 : c 1 ] a r e s e t t o 0 0 0 , r e g i s t e r 0 i s p r o g r a m m e d . f i g u r e 2 0 s h o w s t h e i n p u t d a t a f o r m a t f o r p r o g r a m m i n g t h i s r e g i s t e r . 1 6 - b i t i n t e g e r v a l u e ( i n t ) t h e 1 6 i n t b i t s ( b i t s [ d b 3 0 : d b 1 5 ] ) s e t t h e i n t v a l u e , w h i c h d e t e r m i n e s t h e i n t e g e r p a r t o f t h e f e e d b a c k d i v i s i o n f a c t o r . t h e i n t v a l u e i s u s e d i n e q u a t i o n 1 ( s e e t h e i n t , f r a c , m o d , a n d r c o u n t e r r e l a t i o n s h i p s e c t i o n ) . i n t e g e r v a l u e s f r o m 2 3 t o 3 2 , 7 6 7 a r e a l l o w e d f o r t h e 4 / 5 p r e s c a l e r ; f o r t h e 8 / 9 p r e s c a l e r , t h e m i n i m u m i n t e g e r v a l u e i s 7 5 a n d t h e m a x i m u m v a l u e i s 6 5 , 5 3 5 . 1 2 - b i t f r a c t i o n a l v a l u e ( f r a c ) t h e 1 2 f r a c b i t s ( b i t s [ d b 1 4 : d b 3 ] ) s e t t h e n u m e r a t o r o f t h e f r a c t i o n t h a t i s i n p u t t o t h e - m o d u l a t o r . t h i s f r a c t i o n , a l o n g w i t h t h e i n t v a l u e , s p e c i f i e s t h e n e w f r e q u e n c y c h a n n e l t h a t t h e s y n t h e s i z e r l o c k s t o , a s s h o w n i n t h e r f s y n t h e s i z e r ? a w o r k e d e x a m p l e s e c t i o n . f r a c v a l u e s f r o m 0 t o ( m o d ? 1 ) c o v e r c h a n n e l s o v e r a f r e q u e n c y r a n g e e q u a l t o t h e p f d r e f e r - e n c e f r e q u e n c y . r e g i s t e r 1 c o n t r o l b i t s w h e n b i t s [ c 3 : c 1 ] a r e s e t t o 0 0 1 , r e g i s t e r 1 i s p r o g r a m m e d . f i g u r e 2 1 s h o w s t h e i n p u t d a t a f o r m a t f o r p r o g r a m m i n g t h i s r e g i s t e r . p r e s c a l e r v a l u e t h e d u a l - m o d u l u s p r e s c a l e r , a l o n g w i t h t h e i n t , f r a c , a n d m o d v a l u e s , d e t e r m i n e s t h e o v e r a l l d i v i s i o n r a t i o f r o m t h e v c o o u t p u t t o t h e p f d i n p u t . t h e p r 1 b i t ( d b 2 7 ) i n r e g i s t e r 1 s e t s t h e p r e s c a l e r v a l u e . o p e r a t i n g a t c m l l e v e l s , t h e p r e s c a l e r t a k e s t h e c l o c k f r o m t h e v c o o u t p u t a n d d i v i d e s i t d o w n f o r t h e c o u n t e r s . t h e p r e s c a l e r i s b a s e d o n a s y n c h r o n o u s 4 / 5 c o r e . w h e n t h e p r e s c a l e r i s s e t t o 4 / 5 , t h e m a x i m u m r f f r e q u e n c y a l l o w e d i s 3 g h z . t h e r e f o r e , w h e n o p e r a t i n g t h e a d f 4 1 5 0 h v a b o v e 3 g h z , t h e p r e s c a l e r m u s t b e s e t t o 8 / 9 . t h e p r e s c a l e r l i m i t s t h e i n t v a l u e a s f o l l o w s : x p r e s c a l e r = 4 / 5 : n m i n = 2 3 x p r e s c a l e r = 8 / 9 : n m i n = 7 5 1 2 - b i t p h a s e v a l u e b i t s [ d b 2 6 : d b 1 5 ] c o n t r o l t h e p h a s e w o r d . t h e w o r d m u s t b e l e s s t h a n t h e m o d v a l u e p r o g r a m m e d i n r e g i s t e r 1 . t h e p h a s e w o r d i s u s e d t o p r o g r a m t h e r f o u t p u t p h a s e f r o m 0 t o 3 6 0 w i t h a r e s o l u t i o n o f 3 6 0 / m o d . f o r m o r e i n f o r m a t i o n , s e e t h e p h a s e r e s y n c s e c t i o n . i n m o s t a p p l i c a t i o n s , t h e p h a s e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e r f s i g n a l a n d t h e r e f e r e n c e i s n o t i m p o r t a n t . i n s u c h a p p l i c a t i o n s , t h e p h a s e v a l u e c a n b e u s e d t o o p t i m i z e t h e f r a c t i o n a l a n d s u b f r a c t i o n a l s p u r l e v e l s . f o r m o r e i n f o r m a t i o n , s e e t h e s p u r c o n s i s t e n c y a n d f r a c t i o n a l s p u r o p t i m i z a t i o n s e c t i o n . i f n e i t h e r t h e p h a s e r e s y n c n o r t h e s p u r i o u s o p t i m i z a t i o n f u n c t i o n i s u s e d , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t t h e p h a s e w o r d b e s e t t o 1 . 1 2 - b i t m o d u l u s v a l u e ( m o d ) t h e 1 2 m o d b i t s ( b i t s [ d b 1 4 : d b 3 ] ) s e t t h e f r a c t i o n a l m o d u l u s . t h e f r a c t i o n a l m o d u l u s i s t h e r a t i o o f t h e p f d f r e q u e n c y t o t h e c h a n n e l s t e p r e s o l u t i o n o n t h e r f o u t p u t . f o r m o r e i n f o r m a t i o n , s e e t h e 1 2 - b i t p r o g r a m m a b l e m o d u l u s s e c t i o n . r e g i s t e r 2 c o n t r o l b i t s w h e n b i t s [ c 3 : c 1 ] a r e s e t t o 0 1 0 , r e g i s t e r 2 i s p r o g r a m m e d . f i g u r e 2 2 s h o w s t h e i n p u t d a t a f o r m a t f o r p r o g r a m m i n g t h i s r e g i s t e r . l o w n o i s e a n d l o w s p u r m o d e s t h e n o i s e m o d e s o n t h e a d f 4 1 5 0 h v a r e c o n t r o l l e d b y s e t t i n g b i t s [ d b 3 0 : d b 2 9 ] i n r e g i s t e r 2 ( s e e f i g u r e 2 2 ) . t h e n o i s e m o d e s a l l o w t h e u s e r t o o p t i m i z e a d e s i g n e i t h e r f o r i m p r o v e d s p u r i o u s p e r f o r m a n c e o r f o r i m p r o v e d p h a s e n o i s e p e r f o r m a n c e . w h e n t h e l o w s p u r m o d e i s c h o s e n , d i t h e r i s e n a b l e d . d i t h e r r a n d o m i z e s t h e f r a c t i o n a l q u a n t i z a t i o n n o i s e s o t h a t i t r e s e m b l e s w h i t e n o i s e r a t h e r t h a n s p u r i o u s n o i s e . a s a r e s u l t , t h e p a r t i s o p t i m i z e d f o r i m p r o v e d s p u r i o u s p e r f o r m a n c e . l o w s p u r m o d e i s n o r m a l l y u s e d f o r f a s t - l o c k i n g a p p l i c a t i o n s w h e n t h e p l l c l o s e d - l o o p b a n d w i d t h i s w i d e . w i d e l o o p b a n d w i d t h i s a l o o p b a n d w i d t h g r e a t e r t h a n 1 / 1 0 o f t h e r f o u t c h a n n e l s t e p r e s o l u - t i o n ( f r e s ) . a w i d e l o o p f i l t e r d o e s n o t a t t e n u a t e t h e s p u r s t o t h e s a m e l e v e l a s a n a r r o w l o o p b a n d w i d t h . f o r b e s t n o i s e p e r f o r m a n c e , u s e t h e l o w n o i s e m o d e o p t i o n . w h e n t h e l o w n o i s e m o d e i s c h o s e n , d i t h e r i s d i s a b l e d . t h i s m o d e e n s u r e s t h a t t h e c h a r g e p u m p o p e r a t e s i n a n o p t i m u m r e g i o n f o r n o i s e p e r f o r m a n c e . l o w n o i s e m o d e i s e x t r e m e l y u s e f u l w h e n a n a r r o w l o o p f i l t e r b a n d w i d t h i s a v a i l a b l e . t h e s y n t h e s i z e r e n s u r e s e x t r e m e l y l o w n o i s e , a n d t h e f i l t e r a t t e n u - a t e s t h e s p u r s . f i g u r e 8 a n d f i g u r e 9 s h o w f r a c t i o n a l s p u r l e v e l s w h e n u s i n g l o w s p u r m o d e a n d l o w n o i s e m o d e . f i g u r e 1 2 s h o w s t h e i n - b a n d p h a s e n o i s e w h e n u s i n g l o w s p u r m o d e a n d l o w n o i s e m o d e . m u x o u t t h e o n - c h i p m u l t i p l e x e r i s c o n t r o l l e d b y b i t s [ d b 2 8 : d b 2 6 ] ( s e e f i g u r e 2 2 ) .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 8 o f 2 8 r e f e r e n c e d o u b l e r s e t t i n g t h e d b 2 5 b i t t o 0 d i s a b l e s t h e d o u b l e r a n d f e e d s t h e r e f i n s i g n a l d i r e c t l y i n t o t h e 1 0 - b i t r c o u n t e r . s e t t i n g t h i s b i t t o 1 m u l t i p l i e s t h e r e f i n f r e q u e n c y b y a f a c t o r o f 2 b e f o r e f e e d i n g i t i n t o t h e 1 0 - b i t r c o u n t e r . w h e n t h e d o u b l e r i s d i s a b l e d , t h e r e f i n f a l l i n g e d g e i s t h e a c t i v e e d g e a t t h e p f d i n p u t t o t h e f r a c t i o n a l s y n t h e s i z e r . w h e n t h e d o u b l e r i s e n a b l e d , b o t h t h e r i s i n g a n d f a l l i n g e d g e s o f r e f i n b e c o m e a c t i v e e d g e s a t t h e p f d i n p u t . w h e n t h e d o u b l e r i s e n a b l e d a n d t h e l o w s p u r m o d e i s c h o s e n , t h e i n - b a n d p h a s e n o i s e p e r f o r m a n c e i s s e n s i t i v e t o t h e r e f i n d u t y c y c l e . t h e p h a s e n o i s e d e g r a d a t i o n c a n b e a s m u c h a s 5 d b f o r r e f i n d u t y c y c l e s o u t s i d e a 4 5 % t o 5 5 % r a n g e . t h e p h a s e n o i s e i s i n s e n s i t i v e t o t h e r e f i n d u t y c y c l e i n t h e l o w n o i s e m o d e a n d w h e n t h e d o u b l e r i s d i s a b l e d . t h e m a x i m u m a l l o w a b l e r e f i n f r e q u e n c y w h e n t h e d o u b l e r i s e n a b l e d i s 3 0 m h z . r d i v 2 s e t t i n g t h e d b 2 4 b i t t o 1 i n s e r t s a d i v i d e - b y - 2 t o g g l e f l i p - f l o p b e t w e e n t h e r c o u n t e r a n d t h e p f d . t h i s f u n c t i o n a l l o w s a 5 0 % d u t y c y c l e s i g n a l t o a p p e a r a t t h e p f d i n p u t , w h i c h i s n e c e s s a r y w h e n t h e c h a r g e p u m p b o o s t m o d e i s e n a b l e d ( s e e t h e b o o s t e n a b l e s e c t i o n ) . 1 0 - b i t r c o u n t e r t h e 1 0 - b i t r c o u n t e r ( b i t s [ d b 2 3 : d b 1 4 ] ) a l l o w s t h e i n p u t r e f e r e n c e f r e q u e n c y ( r e f i n ) t o b e d i v i d e d d o w n t o p r o d u c e t h e r e f e r e n c e c l o c k t o t h e p f d . d i v i s i o n r a t i o s f r o m 1 t o 1 0 2 3 a r e a l l o w e d . d o u b l e b u f f e r t h e d b 1 3 b i t e n a b l e s o r d i s a b l e s d o u b l e b u f f e r i n g o f b i t s [ d b 2 2 : d b 2 0 ] i n r e g i s t e r 4 . f o r i n f o r m a t i o n a b o u t h o w d o u b l e b u f f e r i n g w o r k s , s e e t h e p r o g r a m m o d e s s e c t i o n . c h a r g e p u m p c u r r e n t s e t t i n g b i t s [ d b 1 1 : d b 9 ] s e t t h e c h a r g e p u m p c u r r e n t . t h i s v a l u e s h o u l d b e s e t t o t h e c h a r g e p u m p c u r r e n t t h a t t h e l o o p f i l t e r i s d e s i g n e d w i t h ( s e e f i g u r e 2 2 ) . l o c k d e t e c t f u n c t i o n ( l d f ) t h e d b 8 b i t c o n f i g u r e s t h e l o c k d e t e c t f u n c t i o n ( l d f ) . t h e l d f c o n t r o l s t h e n u m b e r o f p f d c y c l e s m o n i t o r e d b y t h e l o c k d e t e c t c i r c u i t t o a s c e r t a i n w h e t h e r l o c k h a s b e e n a c h i e v e d . w h e n d b 8 i s s e t t o 0 , t h e n u m b e r o f p f d c y c l e s m o n i t o r e d i s 4 0 . w h e n d b 8 i s s e t t o 1 , t h e n u m b e r o f p f d c y c l e s m o n i t o r e d i s 5 . i t i s r e c o m m e n d e d t h a t t h e d b 8 b i t b e s e t t o 0 f o r f r a c t i o n a l - n m o d e a n d 1 f o r i n t e g e r - n m o d e . l o c k d e t e c t p r e c i s i o n ( l d p ) t h e l o c k d e t e c t p r e c i s i o n b i t ( b i t d b 7 ) s e t s t h e c o m p a r i s o n w i n d o w i n t h e l o c k d e t e c t c i r c u i t . w h e n d b 7 i s s e t t o 0 , t h e c o m p a r i s o n w i n d o w i s 1 0 n s ; w h e n d b 7 i s s e t t o 1 , t h e w i n d o w i s 6 n s . t h e l o c k d e t e c t c i r c u i t g o e s h i g h w h e n n c o n s e c u t i v e p f d c y c l e s a r e l e s s t h a n t h e c o m p a r i s o n w i n d o w v a l u e ; n i s s e t b y t h e l d f b i t ( d b 8 ) . f o r e x a m p l e , w i t h d b 8 = 0 a n d d b 7 = 0 , 4 0 c o n s e c u t i v e p f d c y c l e s o f 1 0 n s o r l e s s m u s t o c c u r b e f o r e d i g i t a l l o c k d e t e c t g o e s h i g h . t h e r e c o m m e n d e d s e t t i n g s f o r b i t s [ d b 8 : d b 7 ] a r e l i s t e d i n t a b l e 7 . t a b l e 7 . r e c o m m e n d e d l d f a n d l d p b i t s e t t i n g s m o d e d b 8 ( l d f ) d b 7 ( l d p ) i n t e g e r - n 1 1 f r a c t i o n a l - n , l o w n o i s e m o d e 0 1 f r a c t i o n a l - n , l o w s p u r m o d e 0 0 p o w e r - d o w n ( p d ) t h e d b 5 b i t p r o v i d e s t h e p r o g r a m m a b l e p o w e r - d o w n m o d e . s e t t i n g t h i s b i t t o 1 p e r f o r m s a p o w e r - d o w n . s e t t i n g t h i s b i t t o 0 r e t u r n s t h e s y n t h e s i z e r t o n o r m a l o p e r a t i o n . i n s o f t w a r e p o w e r - d o w n m o d e , t h e p a r t r e t a i n s a l l i n f o r m a t i o n i n i t s r e g i s t e r s . t h e r e g i s t e r c o n t e n t s a r e l o s t o n l y i f t h e s u p p l y v o l t a g e s a r e r e m o v e d . w h e n p o w e r - d o w n i s a c t i v a t e d , t h e f o l l o w i n g e v e n t s o c c u r : x s y n t h e s i z e r c o u n t e r s a r e f o r c e d t o t h e i r l o a d s t a t e c o n d i t i o n s . x c h a r g e p u m p i s f o r c e d i n t o t h r e e - s t a t e m o d e . x d i g i t a l l o c k d e t e c t c i r c u i t r y i s r e s e t . x r f o u t b u f f e r s a r e d i s a b l e d . x i n p u t r e g i s t e r s r e m a i n a c t i v e a n d c a p a b l e o f l o a d i n g a n d l a t c h i n g d a t a . c h a r g e p u m p t h r e e - s t a t e s e t t i n g t h e d b 4 b i t t o 1 p u t s t h e c h a r g e p u m p i n t o t h r e e - s t a t e m o d e . t h i s b i t s h o u l d b e s e t t o 0 f o r n o r m a l o p e r a t i o n . c o u n t e r r e s e t t h e d b 3 b i t i s t h e r e s e t b i t f o r t h e r c o u n t e r a n d t h e n c o u n t e r o f t h e a d f 4 1 5 0 h v . w h e n t h i s b i t i s s e t t o 1 , t h e r f s y n t h e s i z e r n c o u n t e r a n d r c o u n t e r a r e h e l d i n r e s e t . f o r n o r m a l o p e r a - t i o n , t h i s b i t s h o u l d b e s e t t o 0 .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 1 9 o f 2 8 r e g i s t e r 3 c o n t r o l b i t s w h e n b i t s [ c 3 : c 1 ] a r e s e t t o 0 1 1 , r e g i s t e r 3 i s p r o g r a m m e d . f i g u r e 2 3 s h o w s t h e i n p u t d a t a f o r m a t f o r p r o g r a m m i n g t h i s r e g i s t e r . b o o s t e n a b l e s e t t i n g t h e d b 1 8 b i t t o 1 e n a b l e s t h e c h a r g e p u m p b o o s t m o d e . i f b o o s t m o d e i s e n a b l e d , t h e n a r r o w l o o p b a n d w i d t h i s m a i n - t a i n e d f o r s p u r a t t e n u a t i o n , b u t f a s t e r l o c k t i m e s a r e s t i l l p o s s i b l e . b o o s t m o d e s p e e d s u p l o c k i n g s i g n i f i c a n t l y f o r h i g h e r v a l u e s o f p f d f r e q u e n c i e s t h a t n o r m a l l y h a v e m a n y c y c l e s l i p s . w h e n b o o s t m o d e i s e n a b l e d , a n e x t r a c h a r g e p u m p c u r r e n t c e l l i s t u r n e d o n . t h i s c e l l o u t p u t s a c o n s t a n t c u r r e n t t o t h e l o o p f i l t e r o r r e m o v e s a c o n s t a n t c u r r e n t f r o m t h e l o o p f i l t e r ( d e p e n d i n g o n w h e t h e r t h e v c o t u n i n g v o l t a g e n e e d s t o i n c r e a s e o r d e c r e a s e t o a c q u i r e t h e n e w f r e q u e n c y ) u n t i l v t u n e a p p r o a c h e s t h e l o c k v o l t a g e . t h e b o o s t c u r r e n t i s t h e n d i s a b l e d a n d t h e c h a r g e p u m p c u r r e n t s e t t i n g r e v e r t s t o t h e u s e r p r o g r a m m e d v a l u e . l o o p s t a b i l i t y i s m a i n t a i n e d b e c a u s e t h e c u r r e n t i s c o n s t a n t a n d i s n o t p u l s e d , s o t h e r e i s n o n e e d t o s w i t c h a c o m p e n s a t i n g l o o p f i l t e r r e s i s t o r i n a n d o u t , a s i n s t a n d a r d f a s t l o c k m o d e s . n o t e t h a t t h e p f d r e q u i r e s a 4 5 % t o 5 5 % d u t y c y c l e f o r t h e b o o s t m o d e t o o p e r a t e c o r r e c t l y . t h i s d u t y c y c l e c a n b e g u a r a n t e e d b y s e t t i n g t h e r d i v 2 b i t ( d b 2 4 ) i n r e g i s t e r 2 . c l o c k d i v i d e r m o d e b i t s [ d b 1 6 : d b 1 5 ] m u s t b e s e t t o 1 0 t o a c t i v a t e p h a s e r e s y n c ( s e e t h e p h a s e r e s y n c s e c t i o n ) . s e t t i n g b i t s [ d b 1 6 : d b 1 5 ] t o 0 0 d i s a b l e s t h e c l o c k d i v i d e r ( s e e f i g u r e 2 3 ) . 1 2 - b i t c l o c k d i v i d e r v a l u e b i t s [ d b 1 4 : d b 3 ] s e t t h e 1 2 - b i t c l o c k d i v i d e r v a l u e . t h i s v a l u e i s t h e t i m e o u t c o u n t e r f o r a c t i v a t i o n o f p h a s e r e s y n c . f o r m o r e i n f o r m a t i o n , s e e t h e p h a s e r e s y n c s e c t i o n . r e g i s t e r 4 c o n t r o l b i t s w h e n b i t s [ c 3 : c 1 ] a r e s e t t o 1 0 0 , r e g i s t e r 4 i s p r o g r a m m e d . f i g u r e 2 4 s h o w s t h e i n p u t d a t a f o r m a t f o r p r o g r a m m i n g t h i s r e g i s t e r . f e e d b a c k s e l e c t t h e d b 2 3 b i t s e l e c t s t h e f e e d b a c k f r o m t h e v c o o u t p u t t o t h e n c o u n t e r . w h e n t h i s b i t i s s e t t o 1 , t h e s i g n a l i s t a k e n d i r e c t l y f r o m t h e v c o . w h e n t h i s b i t i s s e t t o 0 , t h e s i g n a l i s t a k e n f r o m t h e o u t p u t o f t h e o u t p u t d i v i d e r s . t h e d i v i d e r s e n a b l e c o v e r a g e o f t h e w i d e f r e q u e n c y b a n d ( 3 1 . 2 5 m h z t o 3 . 0 g h z ) . w h e n t h e d i v i d e r s a r e e n a b l e d a n d t h e f e e d b a c k s i g n a l i s t a k e n f r o m t h e o u t p u t , t h e r f o u t p u t s i g n a l s o f t w o s e p a r a t e l y c o n f i g u r e d p l l s a r e i n p h a s e . t h i s i s u s e f u l i n s o m e a p p l i c a t i o n s w h e r e t h e p o s i - t i v e i n t e r f e r e n c e o f s i g n a l s i s r e q u i r e d t o i n c r e a s e t h e p o w e r . d i v i d e r s e l e c t b i t s [ d b 2 2 : d b 2 0 ] s e l e c t t h e v a l u e o f t h e o u t p u t d i v i d e r ( s e e f i g u r e 2 4 ) . m u t e - t i l l - l o c k d e t e c t ( m t l d ) w h e n t h e d b 1 0 b i t i s s e t t o 1 , t h e s u p p l y c u r r e n t t o t h e r f o u t p u t s t a g e i s s h u t d o w n u n t i l t h e p a r t a c h i e v e s l o c k , a s m e a s u r e d b y t h e d i g i t a l l o c k d e t e c t c i r c u i t r y . r f o u t p u t e n a b l e t h e d b 5 b i t e n a b l e s o r d i s a b l e s t h e p r i m a r y r f o u t p u t . i f d b 5 i s s e t t o 0 , t h e p r i m a r y r f o u t p u t i s d i s a b l e d ; i f d b 5 i s s e t t o 1 , t h e p r i m a r y r f o u t p u t i s e n a b l e d . o u t p u t p o w e r b i t s [ d b 4 : d b 3 ] s e t t h e v a l u e o f t h e p r i m a r y r f o u t p u t p o w e r l e v e l ( s e e f i g u r e 2 4 ) . r e g i s t e r 5 c o n t r o l b i t s w h e n b i t s [ c 3 : c 1 ] a r e s e t t o 1 0 1 , r e g i s t e r 5 i s p r o g r a m m e d . f i g u r e 2 5 s h o w s t h e i n p u t d a t a f o r m a t f o r p r o g r a m m i n g t h i s r e g i s t e r . a n t i b a c k l a s h p u l s e w i d t h b i t s [ d b 3 1 : d b 3 0 ] s e t t h e p f d a n t i b a c k l a s h p u l s e w i d t h . t h e r e c o m m e n d e d v a l u e f o r a l l o p e r a t i n g m o d e s i s 4 . 2 n s ( s e t b i t s [ d b 3 1 : d b 3 0 ] t o 0 0 ) . o t h e r a n t i b a c k l a s h p u l s e w i d t h s e t t i n g s a r e r e s e r v e d a n d a r e n o t r e c o m m e n d e d . c h a r g e c a n c e l l a t i o n s e t t i n g t h e d b 2 9 b i t t o 1 e n a b l e s c h a r g e p u m p c h a r g e c a n c e l - l a t i o n . t h i s h a s t h e e f f e c t o f r e d u c i n g p f d s p u r s i n i n t e g e r - n m o d e . i n f r a c t i o n a l - n m o d e , t h i s b i t s h o u l d b e s e t t o 0 . l o c k d e t e c t p i n o p e r a t i o n b i t s [ d b 2 3 : d b 2 2 ] s e t t h e o p e r a t i o n o f t h e l o c k d e t e c t ( l d ) p i n ( s e e f i g u r e 2 5 ) . r e g i s t e r i n i t i a l i z a t i o n s e q u e n c e a t i n i t i a l p o w e r - u p , a f t e r t h e c o r r e c t a p p l i c a t i o n o f v o l t a g e s t o t h e s u p p l y p i n s , t h e a d f 4 1 5 0 h v r e g i s t e r s s h o u l d b e s t a r t e d i n t h e f o l l o w i n g s e q u e n c e : 1 . r e g i s t e r 5 2 . r e g i s t e r 4 3 . r e g i s t e r 3 4 . r e g i s t e r 2 5 . r e g i s t e r 1 6 . r e g i s t e r 0
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 0 o f 2 8 r f s y n t h e s i z e r ? a w o r k e d e x a m p l e t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n s a r e u s e d t o p r o g r a m t h e a d f 4 1 5 0 h v s y n t h e s i z e r : r f o u t = [ i n t + ( f r a c / m o d ) ] ( f p f d / r f d i v i d e r ) ( 3 ) w h e r e : r f o u t i s t h e r f f r e q u e n c y o u t p u t . i n t i s t h e i n t e g e r d i v i s i o n f a c t o r . f r a c i s t h e f r a c t i o n a l i t y . m o d i s t h e m o d u l u s . r f d i v i d e r i s t h e o u t p u t d i v i d e r t h a t d i v i d e s d o w n t h e v c o f r e q u e n c y . f p f d = r e f i n [ ( 1 + d ) / ( r ( 1 + t ) ) ] ( 4 ) w h e r e : r e f i n i s t h e r e f e r e n c e f r e q u e n c y i n p u t . d i s t h e r f r e f i n d o u b l e r b i t ( 0 o r 1 ) . r i s t h e r f r e f e r e n c e d i v i s i o n f a c t o r ( 1 t o 1 0 2 3 ) . t i s t h e r e f e r e n c e d i v i d e - b y - 2 b i t ( 0 o r 1 ) . i n t h i s e x a m p l e , t h e u s e r w a n t s t o p r o g r a m a 1 . 5 g h z r f f r e q u e n c y o u t p u t ( r f o u t ) w i t h a 5 0 0 k h z c h a n n e l r e s o l u t i o n ( f r e s o u t ) r e q u i r e d o n t h e r f o u t p u t . t h e r e f e r e n c e f r e q u e n c y i n p u t ( r e f i n ) i s 2 5 m h z . t h e v c o o p t i o n s a v a i l a b l e t o t h e u s e r i n c l u d e t h e f o l l o w i n g : x 1 . 5 g h z v c o i n f u n d a m e n t a l m o d e x 3 g h z v c o w i t h t h e r f d i v i d e r s e t t o 2 w h e n e n a b l i n g t h e r f d i v i d e r , t h e u s e r m u s t d e c i d e w h e t h e r t o c l o s e t h e p l l l o o p b e f o r e t h e r f d i v i d e r o r a f t e r i t . i n t h i s e x a m p l e , t h e p l l l o o p i s c l o s e d b e f o r e t h e r f d i v i d e r ( s e e f i g u r e 2 6 ) . f p f d p f d v c o n d i v i d e r 2 r f o u t 0 9 0 5 8 - 0 2 2 f i g u r e 2 6 . p l l l o o p c l o s e d b e f o r e o u t p u t d i v i d e r t o m i n i m i z e v c o f e e d t h r o u g h , t h e 3 g h z v c o i s s e l e c t e d . a c h a n n e l r e s o l u t i o n ( f r e s o u t ) o f 5 0 0 k h z i s r e q u i r e d a t t h e o u t p u t o f t h e r f d i v i d e r . t h e r e f o r e , t h e c h a n n e l r e s o l u t i o n a t t h e o u t p u t o f t h e v c o ( f r e s ) n e e d s t o b e 2 f r e s o u t , t h a t i s , 1 m h z . m o d = r e f i n / f r e s m o d = 2 5 m h z / 1 m h z = 2 5 f r o m e q u a t i o n 4 , f p f d = [ 2 5 m h z ( 1 + 0 ) / 1 ] = 2 5 m h z ( 5 ) 1 5 0 0 . 5 m h z = 2 5 m h z [ ( i n t + ( f r a c / 2 5 ) ) / 2 ] ( 6 ) w h e r e : i n t = 1 2 0 . f r a c = 1 . r f d i v i d e r = 2 . t h e a d f 4 1 5 0 h v e v a l u a t i o n s o f t w a r e c a n b e u s e d t o h e l p d e t e r m i n e i n t e g e r a n d f r a c t i o n a l v a l u e s f o r a g i v e n s e t u p , a l o n g w i t h t h e a c t u a l r e g i s t e r s e t t i n g s t o b e p r o g r a m m e d . r e f e r e n c e d o u b l e r a n d r e f e r e n c e d i v i d e r t h e o n - c h i p r e f e r e n c e d o u b l e r a l l o w s t h e i n p u t r e f e r e n c e s i g n a l t o b e d o u b l e d . d o u b l i n g t h e r e f e r e n c e s i g n a l d o u b l e s t h e p f d c o m p a r i s o n f r e q u e n c y , w h i c h i m p r o v e s t h e n o i s e p e r f o r m a n c e o f t h e s y s t e m . d o u b l i n g t h e p f d f r e q u e n c y u s u a l l y i m p r o v e s n o i s e p e r f o r m a n c e b y 3 d b . n o t e t h a t t h e p f d c a n n o t o p e r a t e a b o v e 3 2 m h z d u e t o a l i m i t a t i o n i n t h e s p e e d o f t h e - c i r c u i t o f t h e n d i v i d e r . t h e r e f e r e n c e d i v i d e - b y - 2 d i v i d e s t h e r e f e r e n c e s i g n a l b y 2 , r e s u l t i n g i n a 5 0 % d u t y c y c l e p f d f r e q u e n c y . t h i s i s n e c e s s a r y f o r t h e c o r r e c t o p e r a t i o n o f t h e c h a r g e p u m p b o o s t m o d e . f o r m o r e i n f o r m a t i o n , s e e t h e b o o s t e n a b l e s e c t i o n . 1 2 - b i t p r o g r a m m a b l e m o d u l u s t h e c h o i c e o f m o d u l u s ( m o d ) d e p e n d s o n t h e r e f e r e n c e s i g n a l ( r e f i n ) a v a i l a b l e a n d t h e c h a n n e l r e s o l u t i o n ( f r e s ) r e q u i r e d a t t h e r f o u t p u t . f o r e x a m p l e , a g s m s y s t e m w i t h 1 3 m h z r e f i n s e t s t h e m o d u l u s t o 6 5 . t h i s m e a n s t h a t t h e r f o u t p u t r e s o l u t i o n ( f r e s ) i s t h e 2 0 0 k h z ( 1 3 m h z / 6 5 ) n e c e s s a r y f o r g s m . w i t h d i t h e r o f f , t h e f r a c t i o n a l s p u r i n t e r v a l d e p e n d s o n t h e m o d u l u s v a l u e s c h o s e n ( s e e t a b l e 8 ) . u n l i k e m o s t o t h e r f r a c t i o n a l - n p l l s , t h e a d f 4 1 5 0 h v a l l o w s t h e u s e r t o p r o g r a m t h e m o d u l u s o v e r a 1 2 - b i t r a n g e . w h e n c o m b i n e d w i t h t h e r e f e r e n c e d o u b l e r a n d t h e 1 0 - b i t r c o u n t e r , t h e 1 2 - b i t m o d u l u s a l l o w s t h e u s e r t o s e t u p t h e p a r t i n m a n y d i f f e r e n t c o n f i g u r a t i o n s f o r t h e a p p l i c a t i o n . f o r e x a m p l e , c o n s i d e r a n a p p l i c a t i o n t h a t r e q u i r e s a 1 . 7 5 g h z r f f r e q u e n c y o u t p u t w i t h a 2 0 0 k h z c h a n n e l s t e p r e s o l u t i o n . t h e s y s t e m h a s a 1 3 m h z r e f e r e n c e s i g n a l . o n e p o s s i b l e s e t u p i s t o f e e d t h e 1 3 m h z r e f e r e n c e s i g n a l d i r e c t l y i n t o t h e p f d a n d t o p r o g r a m t h e m o d u l u s t o d i v i d e b y 6 5 . t h i s s e t u p r e s u l t s i n t h e r e q u i r e d 2 0 0 k h z r e s o l u t i o n . a n o t h e r p o s s i b l e s e t u p i s t o u s e t h e r e f e r e n c e d o u b l e r t o c r e a t e 2 6 m h z f r o m t h e 1 3 m h z i n p u t s i g n a l . t h e 2 6 m h z i s t h e n f e d i n t o t h e p f d , a n d t h e m o d u l u s i s p r o g r a m m e d t o d i v i d e b y 1 3 0 . t h i s s e t u p a l s o r e s u l t s i n 2 0 0 k h z r e s o l u t i o n b u t o f f e r s s u p e r i o r p h a s e n o i s e p e r f o r m a n c e o v e r t h e f i r s t s e t u p . t h e p r o g r a m m a b l e m o d u l u s i s a l s o v e r y u s e f u l f o r m u l t i s t a n d a r d a p p l i c a t i o n s w i t h d i f f e r e n t c h a n n e l s p a c i n g r e q u i r e m e n t s . i t i s i m p o r t a n t t h a t t h e p f d f r e q u e n c y r e m a i n c o n s t a n t ( i n t h i s e x a m p l e , 1 3 m h z ) . t h i s a l l o w s t h e u s e r t o d e s i g n o n e l o o p f i l t e r f o r b o t h s e t u p s w i t h o u t e n c o u n t e r i n g s t a b i l i t y i s s u e s . n o t e t h a t t h e r a t i o o f t h e r f f r e q u e n c y t o t h e p f d f r e q u e n c y p r i n c i p a l l y a f f e c t s t h e l o o p f i l t e r d e s i g n , n o t t h e a c t u a l c h a n n e l s p a c i n g .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 1 o f 2 8 s p u r i o u s o p t i m i z a t i o n a n d b o o s t m o d e n a r r o w l o o p b a n d w i d t h s c a n f i l t e r u n w a n t e d s p u r i o u s s i g n a l s , b u t t h e s e b a n d w i d t h s u s u a l l y h a v e a l o n g l o c k t i m e . a w i d e r l o o p b a n d w i d t h a c h i e v e s f a s t e r l o c k t i m e s , b u t m a y l e a d t o i n c r e a s e d s p u r i o u s s i g n a l s i n s i d e t h e l o o p b a n d w i d t h . t h e b o o s t m o d e f e a t u r e c a n a c h i e v e t h e s a m e f a s t l o c k t i m e a s t h e w i d e r b a n d w i d t h , b u t w i t h t h e a d v a n t a g e o f a n a r r o w f i n a l l o o p b a n d w i d t h t o k e e p s p u r s l o w ( s e e t h e b o o s t e n a b l e s e c t i o n ) . s p u r m e c h a n i s m s t h i s s e c t i o n d e s c r i b e s t h e t h r e e d i f f e r e n t s p u r m e c h a n i s m s t h a t a r i s e w i t h a f r a c t i o n a l - n s y n t h e s i z e r a n d h o w t o m i n i m i z e t h e m i n t h e a d f 4 1 5 0 h v . f r a c t i o n a l s p u r s t h e f r a c t i o n a l i n t e r p o l a t o r i n t h e a d f 4 1 5 0 h v i s a t h i r d - o r d e r - m o d u l a t o r w i t h a m o d u l u s ( m o d ) t h a t i s p r o g r a m m a b l e t o a n y i n t e g e r v a l u e f r o m 2 t o 4 0 9 5 . i n l o w s p u r m o d e ( d i t h e r o n ) , t h e m i n i m u m a l l o w a b l e v a l u e o f m o d i s 5 0 . t h e - m o d u l a t o r i s c l o c k e d a t t h e p f d r e f e r e n c e r a t e ( f p f d ) , w h i c h a l l o w s p l l o u t - p u t f r e q u e n c i e s t o b e s y n t h e s i z e d a t a c h a n n e l s t e p r e s o l u t i o n o f f p f d / m o d . i n l o w n o i s e m o d e ( d i t h e r o f f ) , t h e q u a n t i z a t i o n n o i s e f r o m t h e - m o d u l a t o r a p p e a r s a s f r a c t i o n a l s p u r s . t h e i n t e r v a l b e t w e e n s p u r s i s f p f d / l , w h e r e l i s t h e r e p e a t l e n g t h o f t h e c o d e s e q u e n c e i n t h e d i g i t a l - m o d u l a t o r . f o r t h e t h i r d - o r d e r - m o d u l a t o r u s e d i n t h e a d f 4 1 5 0 h v , t h e r e p e a t l e n g t h d e p e n d s o n t h e v a l u e o f m o d , a s l i s t e d i n t a b l e 8 . t a b l e 8 . f r a c t i o n a l s p u r s w i t h d i t h e r o f f ( l o w n o i s e m o d e ) m o d v a l u e ( d i t h e r o f f ) r e p e a t l e n g t h s p u r i n t e r v a l m o d i s d i v i s i b l e b y 2 , b u t n o t b y 3 2 m o d c h a n n e l s t e p / 2 m o d i s d i v i s i b l e b y 3 , b u t n o t b y 2 3 m o d c h a n n e l s t e p / 3 m o d i s d i v i s i b l e b y 6 6 m o d c h a n n e l s t e p / 6 m o d i s n o t d i v i s i b l e b y 2 , 3 , o r 6 m o d c h a n n e l s t e p i n l o w s p u r m o d e ( d i t h e r o n ) , t h e r e p e a t l e n g t h i s e x t e n d e d t o 2 2 1 c y c l e s , r e g a r d l e s s o f t h e v a l u e o f m o d , w h i c h m a k e s t h e q u a n t i z a t i o n e r r o r s p e c t r u m l o o k l i k e b r o a d b a n d n o i s e . t h i s m a y d e g r a d e t h e i n - b a n d p h a s e n o i s e a t t h e p l l o u t p u t b y a s m u c h a s 1 0 d b . f o r l o w e s t n o i s e , d i t h e r o f f i s a b e t t e r c h o i c e , p a r t i c u l a r l y w h e n t h e f i n a l l o o p b a n d w i d t h i s l o w e n o u g h t o a t t e n u a t e e v e n t h e l o w e s t f r e q u e n c y f r a c t i o n a l s p u r . i n t e g e r b o u n d a r y s p u r s a n o t h e r m e c h a n i s m f o r f r a c t i o n a l s p u r c r e a t i o n i s t h e i n t e r - a c t i o n s b e t w e e n t h e r f v c o f r e q u e n c y a n d t h e r e f e r e n c e f r e q u e n c y . w h e n t h e s e f r e q u e n c i e s a r e n o t i n t e g e r r e l a t e d ( t h e p u r p o s e o f a f r a c t i o n a l - n s y n t h e s i z e r ) , s p u r s i d e b a n d s a p p e a r o n t h e v c o o u t p u t s p e c t r u m a t a n o f f s e t f r e q u e n c y t h a t c o r r e - s p o n d s t o t h e b e a t n o t e , o r d i f f e r e n c e f r e q u e n c y , b e t w e e n a n i n t e g e r m u l t i p l e o f t h e r e f e r e n c e a n d t h e v c o f r e q u e n c y . t h e s e s p u r s a r e a t t e n u a t e d b y t h e l o o p f i l t e r a n d a r e m o r e n o t i c e a b l e o n c h a n n e l s c l o s e t o i n t e g e r m u l t i p l e s o f t h e r e f e r e n c e w h e r e t h e d i f f e r e n c e f r e q u e n c y c a n b e i n s i d e t h e l o o p b a n d w i d t h ( t h u s t h e n a m e i n t e g e r b o u n d a r y s p u r s ) . r e f e r e n c e s p u r s r e f e r e n c e s p u r s a r e g e n e r a l l y n o t a p r o b l e m i n f r a c t i o n a l - n s y n t h e s i z e r s b e c a u s e t h e r e f e r e n c e o f f s e t i s f a r o u t s i d e t h e l o o p b a n d w i d t h . h o w e v e r , a n y r e f e r e n c e f e e d t h r o u g h m e c h a n i s m t h a t b y p a s s e s t h e l o o p m a y c a u s e a p r o b l e m . t h e p c b l a y o u t m u s t e n s u r e a d e q u a t e i s o l a t i o n b e t w e e n v c o t r a c e s a n d t h e i n p u t r e f e r e n c e t o a v o i d a p o s s i b l e f e e d t h r o u g h p a t h o n t h e b o a r d . s p u r c o n s i s t e n c y a n d f r a c t i o n a l s p u r o p t i m i z a t i o n w i t h d i t h e r o f f , t h e f r a c t i o n a l s p u r p a t t e r n d u e t o t h e q u a n t i z a - t i o n n o i s e o f t h e - m o d u l a t o r a l s o d e p e n d s o n t h e p a r t i c u l a r p h a s e w o r d w i t h w h i c h t h e m o d u l a t o r i s s e e d e d . t h e p h a s e w o r d c a n b e v a r i e d t o o p t i m i z e t h e f r a c t i o n a l a n d s u b f r a c t i o n a l s p u r l e v e l s o n a n y p a r t i c u l a r f r e q u e n c y . t h u s , a l o o k u p t a b l e o f p h a s e v a l u e s c o r r e s p o n d i n g t o e a c h f r e q u e n c y c a n b e c o n s t r u c t e d f o r u s e w h e n p r o g r a m m i n g t h e a d f 4 1 5 0 h v . i f a l o o k u p t a b l e i s n o t u s e d , k e e p t h e p h a s e w o r d a t a c o n s t a n t v a l u e t o e n s u r e c o n s i s t e n t s p u r l e v e l s o n a n y p a r t i c u l a r f r e q u e n c y .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 2 o f 2 8 p h a s e r e s y n c i n t h e e x a m p l e s h o w n i n f i g u r e 2 7 , t h e p f d r e f e r e n c e i s 2 5 m h z a n d m o d i s 1 2 5 f o r a 2 0 0 k h z c h a n n e l s p a c i n g . t s y n c i s s e t t o 4 0 0 s b y p r o g r a m m i n g c l k _ d i v _ v a l u e = 8 0 . t h e o u t p u t o f a f r a c t i o n a l - n p l l c a n s e t t l e t o a n y o n e o f t h e m o d p h a s e o f f s e t s w i t h r e s p e c t t o t h e i n p u t r e f e r e n c e , w h e r e m o d i s t h e f r a c t i o n a l m o d u l u s . t h e p h a s e r e s y n c f e a t u r e o f t h e a d f 4 1 5 0 h v p r o d u c e s a c o n s i s t e n t o u t p u t p h a s e o f f s e t w i t h r e s p e c t t o t h e i n p u t r e f e r e n c e . t h i s i s n e c e s s a r y i n a p p l i c a t i o n s w h e r e t h e o u t p u t p h a s e a n d f r e q u e n c y a r e i m p o r t a n t , s u c h a s d i g i t a l b e a m f o r m i n g . f o r i n f o r m a t i o n a b o u t h o w t o p r o g r a m a s p e c i f i c r f o u t p u t p h a s e w h e n u s i n g p h a s e r e s y n c , s e e t h e p h a s e p r o g r a m m a b i l i t y s e c t i o n . l e p h a s e f r e q u e n c y s y n c ( i n t e r n a l ) ? 1 0 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 t i m e ( s ) p l l s e t t l e s t o c o r r e c t p h a s e a f t e r r e s y n c t s y n c l a s t c y c l e s l i p p l l s e t t l e s t o i n c o r r e c t p h a s e 0 9 0 5 8 - 0 2 5 p h a s e r e s y n c i s e n a b l e d b y s e t t i n g b i t s [ d b 1 6 : d b 1 5 ] i n r e g i s t e r 3 t o 1 0 . w h e n p h a s e r e s y n c i s e n a b l e d , a n i n t e r n a l t i m e r g e n e r a t e s s y n c s i g n a l s a t i n t e r v a l s o f t s y n c g i v e n b y t h e f o l l o w i n g f o r m u l a : t s y n c = c l k _ d i v _ v a l u e m o d t p f d w h e r e : c l k _ d i v _ v a l u e i s t h e d e c i m a l v a l u e p r o g r a m m e d i n b i t s [ d b 1 4 : d b 3 ] o f r e g i s t e r 3 a n d c a n b e a n y i n t e g e r i n t h e r a n g e o f 1 t o 4 0 9 5 . m o d i s t h e m o d u l u s v a l u e p r o g r a m m e d i n b i t s [ d b 1 4 : d b 3 ] o f r e g i s t e r 1 . t p f d i s t h e p f d r e f e r e n c e p e r i o d . f i g u r e 2 7 . p h a s e r e s y n c e x a m p l e p h a s e p r o g r a m m a b i l i t y t h e p h a s e w o r d i n r e g i s t e r 1 c o n t r o l s t h e r f o u t p u t p h a s e . a s t h i s w o r d i s s w e p t f r o m 0 t o m o d , t h e r f o u t p u t p h a s e s w e e p s o v e r a 3 6 0 r a n g e i n s t e p s o f 3 6 0 / m o d . w h e n a n e w f r e q u e n c y i s p r o g r a m m e d , t h e s e c o n d s y n c p u l s e a f t e r t h e l e r i s i n g e d g e i s u s e d t o r e s y n c h r o n i z e t h e o u t p u t p h a s e t o t h e r e f e r e n c e . t h e t s y n c t i m e m u s t b e p r o g r a m m e d t o a v a l u e t h a t i s a t l e a s t a s l o n g a s t h e w o r s t - c a s e l o c k t i m e . t h i s g u a r a n t e e s t h a t t h e p h a s e r e s y n c o c c u r s a f t e r t h e l a s t c y c l e s l i p i n t h e p l l s e t t l i n g t r a n s i e n t .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 3 o f 2 8 a p p l i c a t i o n s i n f o r m a t i o n u l t r a w i d e b a n d p l l w h e n p a i r e d w i t h a n o c t a v e t u n i n g r a n g e v c o , t h e a d f 4 1 5 0 h v p r o v i d e s a n u l t r a w i d e b a n d p l l f u n c t i o n u s i n g t h e o n - b o a r d r f d i v i d e r s . w i t h a n o c t a v e t u n i n g r a n g e a t t h e f u n d a m e n t a l f r e q u e n c y , t h e r f d i v i d e r s p r o v i d e f u l l f r e q u e n c y c o v e r a g e w i t h n o g a p s d o w n t o m u c h l o w e r f r e q u e n c i e s . f o r e x a m p l e , u s i n g a 1 g h z t o 2 g h z o c t a v e r a n g e v c o ( s u c h a s t h e s y n e r g y d c y s 1 0 0 2 0 0 - 1 2 ) , t h e u s e r c a n o b t a i n c o n t i g u o u s o u t p u t f r e q u e n c i e s f r o m 6 2 . 5 m h z t o 2 g h z a t t h e a d f 4 1 5 0 h v r f o u t p u t s , a s s h o w n i n f i g u r e 2 8 . a b r o a d b a n d o u t p u t m a t c h i s a c h i e v e d u s i n g a 2 7 n h i n d u c t o r i n p a r a l l e l w i t h a 5 0 r e s i s t o r ( f o r m o r e i n f o r m a t i o n , s e e t h e o u t p u t m a t c h i n g s e c t i o n ) . w i t h s u c h a w i d e o u t p u t r a n g e , t h e s a m e p l l h a r d w a r e d e s i g n c a n g e n e r a t e d i f f e r e n t f r e q u e n c i e s f o r e a c h o f t h e d i f f e r e n t h a r d w a r e p l a t f o r m s i n t h e s y s t e m . m i c r o w a v e p l l t h e a d f 4 1 5 0 h v c a n b e i n t e r f a c e d d i r e c t l y t o a w i d e t u n i n g r a n g e m i c r o w a v e v c o w i t h o u t t h e n e e d f o r a n a c t i v e f i l t e r . t y p i c a l l y , m o s t m i c r o w a v e v c o s h a v e a m a x i m u m t u n i n g r a n g e o f 1 5 v . i n t h i s c a s e , s e t v p o n t h e a d f 4 1 5 0 h v t o a v a l u e o f 1 6 v o r h i g h e r t o e n s u r e s u f f i c i e n t h e a d r o o m i n t h e c h a r g e p u m p . a n e x t e r n a l p r e s c a l e r , s u c h a s t h e a d f 5 0 0 1 , i s r e q u i r e d t o d i v i d e d o w n v c o f r e q u e n c i e s t h a t a r e a b o v e t h e m a x i m u m r f i n p u t f r e q u e n c y o f 3 . 0 g h z . i n t h e a p p l i c a t i o n c i r c u i t s h o w n i n f i g u r e 2 9 , t h e a d f 5 0 0 1 d i v i d e s d o w n t h e 1 6 g h z v c o s i g n a l t o 4 g h z , w h i c h c a n t h e n b e i n p u t d i r e c t l y i n t o t h e a d f 4 1 5 0 h v r f i n p u t s . t h e a d f 5 0 0 1 c a n b e c o n n e c t e d e i t h e r s i n g l e - e n d e d o r d i f f e r e n t i a l l y t o t h e a d f 4 1 5 0 h v . f o r b e s t p e r f o r m a n c e a n d t o a c h i e v e m a x i m u m p o w e r t r a n s f e r , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t a d i f f e r e n t i a l c o n n e c t i o n b e u s e d . r f o u t v t u n e 1 5 0 ? 1 5 0 ? s y n e r g y d c y s 1 0 0 2 0 0 - 1 2 o c t a v e r a n g e v c o r f i n + r f o u t ? r f o u t + r f i n ? c p o u t a d f 4 1 5 0 h v p l l 3 7 ? z b i a s = 5 0 ? | | 2 7 n h z b i a s v d d r f o u t = 6 2 . 5 m h z t o 2 g h z 0 9 0 5 8 - 0 2 6 f i g u r e 2 8 . u l t r a w i d e b a n d p l l u s i n g t h e a d f 4 1 5 0 h v a n d a n o c t a v e t u n i n g r a n g e v c o
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 4 o f 2 8 r f o u t v t u n e 1 5 0 ? 1 5 0 ? 1 8 ? m i c r o w a v e v c o c p o u t a d f 4 1 5 0 h v p l l 3 7 ? 6 d b p a d 1 8 ? r f o u t r f o u t r f i n g n d v d d 2 v d d 1 a d f 5 0 0 1 p r e s c a l e r 0 . 1 f 1 0 p f 1 6 g h z o u t a c c o u p l i n g i n t e g r a t e d o n a d f 5 0 0 1 d e v i c e 0 9 0 5 8 - 0 2 7 r f i n + r f i n ? 1 8 ? f i g u r e 2 9 . 1 6 g h z m i c r o w a v e p l l g e n e r a t i n g t h e h i g h v o l t a g e s u p p l y i t i s p o s s i b l e t o u s e a b o o s t c o n v e r t e r s u c h a s t h e a n a l o g d e v i c e s a d p 1 6 1 3 t o g e n e r a t e t h e h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p s u p p l y f r o m a l o w e r v o l t a g e r a i l w i t h o u t d e g r a d i n g p l l p e r f o r m a n c e . t o m i n i m i z e a n y s w i t c h i n g n o i s e f e e d t h r o u g h , e n s u r e t h a t s u f f i c i e n t d e c o u p l i n g i s p l a c e d c l o s e t o t h e c h a r g e p u m p s u p p l y p i n ( p i n 6 ) . c a r e s h o u l d b e t a k e n t o u s e c a p a c i t o r s w i t h t h e a p p r o p r i a t e v o l t a g e r a t i n g ; f o r e x a m p l e , i f u s i n g a b o o s t c o n v e r t e r t o g e n e r a t e a 2 0 v v p s u p p l y , u s e c a p a c i t o r s w i t h a r a t i n g o f 2 0 v o r h i g h e r . t h e d e s i g n o f t h e b o o s t c o n v e r t e r i s s i m p l i f i e d u s i n g t h e a d p 1 6 1 x e x c e l - b a s e d d e s i g n t o o l . t h i s t o o l i s a v a i l a b l e f r o m t h e a d p 1 6 1 3 p r o d u c t p a g e . f i g u r e 3 0 s h o w s t h e u s e r i n p u t s f o r a n e x a m p l e 5 v i n p u t t o 2 0 v o u t p u t d e s i g n . t o m i n i m i z e v o l t a g e r i p p l e a t t h e o u t p u t o f t h e c o n v e r t e r s t a g e , t h e n o i s e f i l t e r o p t i o n i s s e l e c t e d , a n d t h e v o u t r i p p l e f i e l d i s s e t t o i t s m i n i m u m v a l u e . t h e h i g h v o l t a g e c h a r g e p u m p c u r r e n t d r a w i s 2 m a m a x i m u m ; t h e r e f o r e , a v a l u e o f 1 0 m a i s e n t e r e d i n t h e i o u t f i e l d t o p r o v i d e m a r g i n . w h e n t e s t e d w i t h t h e a d f 4 1 5 0 h v e v a l u a t i o n b o a r d , t h i s d e s i g n s h o w e d n o e v i d e n t s w i t c h i n g s p u r s a t t h e v c o o u t p u t . 0 9 0 5 8 - 0 2 8 f i g u r e 3 0 . a d p 1 6 1 x d e s i g n e r t o o l
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 5 o f 2 8 i n t e r f a c i n g t o t h e a d u c 7 0 2 x a n d t h e a d s p - b f 5 2 7 t h e a d f 4 1 5 0 h v h a s a s i m p l e s p i - c o m p a t i b l e s e r i a l i n t e r f a c e f o r w r i t i n g t o t h e d e v i c e . t h e c l k , d a t a , a n d l e p i n s c o n t r o l t h e d a t a t r a n s f e r . w h e n l e g o e s h i g h , t h e 3 2 b i t s t h a t w e r e c l o c k e d i n t o t h e a p p r o p r i a t e r e g i s t e r o n e a c h r i s i n g e d g e o f c l k a r e t r a n s f e r r e d t o t h e a p p r o p r i a t e l a t c h . s e e f i g u r e 2 f o r t h e t i m i n g d i a g r a m a n d t a b l e 6 f o r t h e r e g i s t e r a d d r e s s t a b l e . a d u c 7 0 2 x i n t e r f a c e f i g u r e 3 1 s h o w s t h e i n t e r f a c e b e t w e e n t h e a d f 4 1 5 0 h v a n d t h e a d u c 7 0 2 x f a m i l y o f a n a l o g m i c r o c o n t r o l l e r s . t h e a d u c 7 0 2 x f a m i l y i s b a s e d o n a n a r m 7 c o r e , b u t t h e s a m e i n t e r f a c e c a n b e u s e d w i t h a n y 8 0 5 1 - b a s e d m i c r o c o n t r o l l e r . t h e m i c r o c o n t r o l l e r i s s e t u p f o r s p i m a s t e r m o d e w i t h c p h a = 0 . t o i n i t i a t e t h e o p e r a t i o n , t h e i / o p o r t d r i v i n g l e i s b r o u g h t l o w . e a c h l a t c h o f t h e a d f 4 1 5 0 h v n e e d s a 3 2 - b i t w o r d , w h i c h i s a c c o m p l i s h e d b y w r i t i n g f o u r 8 - b i t b y t e s f r o m t h e m i c r o - c o n t r o l l e r t o t h e d e v i c e . a f t e r t h e f o u r t h b y t e i s w r i t t e n , t h e l e i n p u t s h o u l d b e b r o u g h t h i g h t o c o m p l e t e t h e t r a n s f e r . a d u c 7 0 2 x a d f 4 1 5 0 h v c l k d a t a l e c e m u x o u t ( l o c k d e t e c t ) s c l o c k m o s i i / o p o r t s 0 9 0 5 8 - 0 3 0 f i g u r e 3 1 . a d u c 7 0 2 x t o a d f 4 1 5 0 h v i n t e r f a c e i / o p o r t l i n e s o n t h e a d u c 7 0 2 x a r e a l s o u s e d t o c o n t r o l t h e p o w e r - d o w n i n p u t ( c e ) a n d t h e l o c k d e t e c t ( m u x o u t c o n - f i g u r e d f o r l o c k d e t e c t a n d p o l l e d b y t h e p o r t i n p u t ) . w h e n o p e r a t i n g i n t h e m o d e d e s c r i b e d , t h e m a x i m u m s p i t r a n s f e r r a t e o f t h e a d u c 7 0 2 3 i s 2 0 m b p s . t h i s m e a n s t h a t t h e m a x i - m u m r a t e a t w h i c h t h e o u t p u t f r e q u e n c y c a n b e c h a n g e d i s 8 3 3 k h z . i f u s i n g a f a s t e r s p i c l o c k , m a k e s u r e t h a t t h e s p i t i m i n g r e q u i r e m e n t s l i s t e d i n t a b l e 2 a r e a d h e r e d t o . b l a c k f i n a d s p - b f 5 2 7 i n t e r f a c e f i g u r e 3 2 s h o w s t h e i n t e r f a c e b e t w e e n t h e a d f 4 1 5 0 h v a n d t h e b l a c k f i n ? a d s p - b f 5 2 7 d i g i t a l s i g n a l p r o c e s s o r ( d s p ) . t h e a d f 4 1 5 0 h v n e e d s a 3 2 - b i t s e r i a l w o r d f o r e a c h l a t c h w r i t e . t h e e a s i e s t w a y t o a c c o m p l i s h t h i s u s i n g t h e b l a c k f i n f a m i l y i s t o u s e t h e a u t o b u f f e r e d t r a n s m i t m o d e o f o p e r a t i o n w i t h a l t e r n a t e f r a m i n g . t h i s m o d e p r o v i d e s a m e a n s f o r t r a n s m i t t i n g a n e n t i r e b l o c k o f s e r i a l d a t a b e f o r e a n i n t e r r u p t i s g e n e r a t e d . a d s p - b f 5 2 7 a d f 4 1 5 0 h v c l k d a t a l e c e m u x o u t ( l o c k d e t e c t ) s c k m o s i g p i o i / o p o r t s 0 9 0 5 8 - 0 3 1 f i g u r e 3 2 . a d s p - b f 5 2 7 t o a d f 4 1 5 0 h v i n t e r f a c e s e t u p t h e w o r d l e n g t h f o r e i g h t b i t s a n d u s e f o u r m e m o r y l o c a - t i o n s f o r e a c h 3 2 - b i t w o r d . t o p r o g r a m e a c h 3 2 - b i t l a t c h , s t o r e t h e 8 - b i t b y t e s , e n a b l e t h e a u t o b u f f e r e d m o d e , a n d w r i t e t o t h e t r a n s m i t r e g i s t e r o f t h e d s p . t h i s l a s t o p e r a t i o n i n i t i a t e s t h e a u t o b u f f e r t r a n s f e r . i f u s i n g a f a s t e r s p i c l o c k , m a k e s u r e t h a t t h e s p i t i m i n g r e q u i r e m e n t s l i s t e d i n t a b l e 2 a r e a d h e r e d t o . p c b d e s i g n g u i d e l i n e s f o r a c h i p s c a l e p a c k a g e t h e l a n d s o n t h e c h i p s c a l e p a c k a g e ( c p - 3 2 - 1 1 ) a r e r e c t a n g u l a r . t h e p c b p a d f o r t h e s e l a n d s m u s t b e 0 . 1 m m l o n g e r t h a n t h e p a c k a g e l a n d l e n g t h a n d 0 . 0 5 m m w i d e r t h a n t h e p a c k a g e l a n d w i d t h . e a c h l a n d m u s t b e c e n t e r e d o n t h e p a d t o e n s u r e t h a t t h e s o l d e r j o i n t s i z e i s m a x i m i z e d . t h e b o t t o m o f t h e c h i p s c a l e p a c k a g e h a s a c e n t r a l e x p o s e d t h e r m a l p a d . t h e t h e r m a l p a d o n t h e p c b m u s t b e a t l e a s t a s l a r g e a s t h e e x p o s e d p a d . o n t h e p c b , t h e r e m u s t b e a m i n i m u m c l e a r a n c e o f 0 . 2 5 m m b e t w e e n t h e t h e r m a l p a d a n d t h e i n n e r e d g e s o f t h e p a d p a t t e r n t o e n s u r e t h a t s h o r t i n g i s a v o i d e d . t h e r m a l v i a s c a n b e u s e d o n t h e p c b t h e r m a l p a d t o i m p r o v e t h e t h e r m a l p e r f o r m a n c e o f t h e p a c k a g e . i f v i a s a r e u s e d , t h e y m u s t b e i n c o r p o r a t e d i n t o t h e t h e r m a l p a d a t 1 . 2 m m p i t c h g r i d . t h e v i a d i a m e t e r m u s t b e b e t w e e n 0 . 3 m m a n d 0 . 3 3 m m , a n d t h e v i a b a r r e l m u s t b e p l a t e d w i t h 1 o z . o f c o p p e r t o p l u g t h e v i a .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 6 o f 2 8 o u t p u t m a t c h i n g t h e c i r c u i t s h o w n i n f i g u r e 3 4 p r o v i d e s a g o o d b r o a d b a n d m a t c h t o 5 0 f o r f r e q u e n c i e s f r o m 2 5 0 m h z t o 3 . 0 g h z . t h e m a x i m u m o u t p u t p o w e r i n t h i s c a s e i s a p p r o x i m a t e l y 5 d b m . t h e i n d u c t o r c a n b e i n c r e a s e d f o r o p e r a t i o n b e l o w 2 5 0 m h z . b o t h s i n g l e - e n d e d a r c h i t e c t u r e s c a n b e e x a m i n e d u s i n g t h e e v a l - a d f 4 1 5 0 h v e b 1 z e v a l u a t i o n b o a r d . t h e o u t p u t o f t h e a d f 4 1 5 0 h v c a n b e m a t c h e d i n a n u m b e r o f w a y s f o r o p t i m u m o p e r a t i o n ; t h e m o s t b a s i c i s t o c o n n e c t a 5 0 r e s i s t o r t o a v d d . a d c b y p a s s c a p a c i t o r o f 1 0 0 p f i s c o n n e c t e d i n s e r i e s , a s s h o w n i n f i g u r e 3 3 . b e c a u s e t h e r e s i s t o r i s n o t f r e - q u e n c y d e p e n d e n t , t h i s m e t h o d p r o v i d e s a g o o d b r o a d b a n d m a t c h . w h e n c o n n e c t e d t o a 5 0 l o a d , t h i s c i r c u i t t y p i c a l l y g i v e s a d i f f e r e n t i a l o u t p u t p o w e r e q u a l t o t h e v a l u e s c h o s e n b y b i t s [ d b 4 : d b 3 ] i n r e g i s t e r 4 . 0 9 0 5 8 - 0 3 2 2 2 n h 1 n f r f o u t + r f o u t ? a v d d a v d d 5 0 ? 2 2 n h 1 n f 5 0 ? 1 0 0 ? 5 0 ? 5 0 ? 5 0 ? 1 0 0 p f r f o u t a v d d 5 0 ? 0 9 0 5 8 - 0 2 9 f i g u r e 3 3 . s i m p l e a d f 4 1 5 0 h v o u t p u t s t a g e a n o t h e r s o l u t i o n i s t o c o n n e c t a s h u n t i n d u c t o r ( a c t i n g a s a n r f c h o k e ) t o a v d d . t h i s s o l u t i o n c a n h e l p p r o v i d e a b e t t e r n a r r o w - b a n d m a t c h a n d , t h e r e f o r e , m o r e o u t p u t p o w e r . h o w e v e r , b e c a u s e t h e o u t p u t s t a g e i s o p e n - c o l l e c t o r , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t a t e r m i n a t i o n r e s i s t o r b e u s e d i n a d d i t i o n t o t h e r f c h o k e t o g i v e a d e f i n e d o u t p u t i m p e d a n c e . t h e t e r m i n a t i o n r e s i s t o r c a n b e e i t h e r 5 0 i n p a r a l l e l w i t h t h e r f c h o k e o r 1 0 0 c o n n e c t e d a c r o s s t h e r f o u t p u t p i n s . f i g u r e 3 4 . o p t i m u m a d f 4 1 5 0 h v o u t p u t s t a g e i f d i f f e r e n t i a l o u t p u t s a r e n o t n e e d e d , t h e u n u s e d o u t p u t c a n b e t e r m i n a t e d , o r b o t h o u t p u t s c a n b e c o m b i n e d u s i n g a b a l u n .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 7 o f 2 8 o u t l i n e d i m e n s i o n s c o m p l i a n t t o j e d e c s t a n d a r d s m o - 2 2 0 - w h h d . 1 1 2 4 0 8 - a 1 0 . 5 0 b s c b o t t o m v i e w t o p v i e w p i n 1 i n d i c a t o r 3 2 9 1 6 1 7 2 4 2 5 8 e x p o s e d p a d p i n 1 i n d i c a t o r 3 . 6 5 3 . 5 0 s q 3 . 4 5 s e a t i n g p l a n e 0 . 0 5 m a x 0 . 0 2 n o m 0 . 2 0 r e f c o p l a n a r i t y 0 . 0 8 0 . 3 0 0 . 2 5 0 . 1 8 5 . 1 0 5 . 0 0 s q 4 . 9 0 0 . 8 0 0 . 7 5 0 . 7 0 f o r p r o p e r c o n n e c t i o n o f t h e e x p o s e d p a d , r e f e r t o t h e p i n c o n f i g u r a t i o n a n d f u n c t i o n d e s c r i p t i o n s s e c t i o n o f t h i s d a t a s h e e t . 0 . 5 0 0 . 4 0 0 . 3 0 0 . 2 5 m i n f i g u r e 3 5 . 3 2 - l e a d l e a d f r a m e c h i p s c a l e p a c k a g e [ l f c s p _ w q ] 5 m m 5 m m b o d y , v e r y v e r y t h i n q u a d ( c p - 3 2 - 1 1 ) d i m e n s i o n s s h o w n i n m i l l i m e t e r s o r d e r i n g g u i d e m o d e l 1 t e m p e r a t u r e r a n g e p a c k a g e d e s c r i p t i o n p a c k a g e o p t i o n a d f 4 1 5 0 h v b c p z ? 4 0 c t o + 8 5 c 3 2 - l e a d l e a d f r a m e c h i p s c a l e p a c k a g e [ l f c s p _ w q ] c p - 3 2 - 1 1 a d f 4 1 5 0 h v b c p z - r l 7 ? 4 0 c t o + 8 5 c 3 2 - l e a d l e a d f r a m e c h i p s c a l e p a c k a g e [ l f c s p _ w q ] c p - 3 2 - 1 1 e v a l - a d f 4 1 5 0 h v e b 1 z e v a l u a t i o n b o a r d 1 z = r o h s c o m p l i a n t p a r t .
a d f 4 1 5 0 h v r e v . 0 | p a g e 2 8 o f 2 8 n o t e s ? 2 0 1 1 a n a l o g d e v i c e s , i n c . a l l r i g h t s r e s e r v e d . t r a d e m a r k s a n d r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s a r e t h e p r o p e r t y o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s . d 0 9 0 5 8 - 0 - 8 / 1 1 ( 0 )

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