简介
特性
输出频率范围：35 MHz至4,400 MHz
小数N分频频率合成器和整数N分频频率合成器
具有低相位噪声的VCO
可编程的1/2/4/8/16/32/64分频输出
典型抖动：0.3 ps rms
EVM(典型值，2.1 GHz)： 0.4%
电源：3.0 V至3.6 V
逻辑兼容性： 1.8 V
可编程双模预分频器：4/5或8/9
可编程的输出功率
RF输出静音功能
三线式串行接口
模拟和数字锁定检测
在宽带宽内快速锁定模式
周跳减少
应用
无线基础设施(W-CDMA、TD-SCDMA、WiMAX、GSM、
PCS、DCS、DECT)
测试设备
无线局域网(LAN)、有线电视设备
时钟产生
简介
ADF4351结合外部环路滤波器和外部参考频率使用时，可实现小数N分频或整数N分频锁相环(PLL)频率合成器。
ADF4351具有一个集成电压控制振荡器(VCO)，其基波输出频率范围为2200 MHz至4400 MHz。此外，利用1/2/4/8/ 16/32/64分频电路，用户可以产生低至35 MHz的RF输出频率。对于要求隔离的应用，RF输出级可以实现静音。静音功能既可以通过引脚控制，也可以通过软件控制。同时提供辅助RF输出，且不用时可以关断。
所有片内寄存器均通过简单的三线式接口进行控制。该器件采用3.0 V至3.6 V电源供电，不用时可以关断。
功能图
芯片引脚说明
芯片引脚图
SPI 时序配置寄存器
module spi_adf4351(
input wire clk, // 主时钟信号
input wire reset, // 复位信号
input wire [31:0] data_in, // 要发送的数据
input wire start, // 开始发送信号
output reg sclk, // SPI时钟
output reg sdata, // SPI数据
output reg enx, // SPI片选
output reg done // 数据发送完成信号
);
// 状态定义
localparam IDLE = 3'b000,
START = 3'b001,
SHIFT = 3'b010,
WAIT = 3'b011,
STOP = 3'b100;
reg [2:0] state = IDLE; // 当前状态
reg [2:0] next_state; // 下一个状态
reg [31:0] shift_reg; // 移位寄存器
reg [5:0] bit_cnt; // 位计数器
reg [7:0] wait_cnt; // 等待计数器，用于产生延时
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
state <= IDLE;
end else begin
state <= next_state;
end
end
always @(state or start or bit_cnt or wait_cnt) begin
case (state)
IDLE: begin
if (start) next_state = START;
else next_state = IDLE;
end
START: begin
next_state = SHIFT;
end
SHIFT: begin
if (bit_cnt == 32) next_state = STOP;
else next_state = WAIT;
end
WAIT: begin
if (wait_cnt == 100) next_state = SHIFT;
else next_state = WAIT;
end
STOP: begin
next_state = IDLE;
end
default: next_state = IDLE;
endcase
end
always @(posedge clk) begin
case (state)
IDLE: begin
sclk <= 0;
enx <= 1;
done <= 0;
bit_cnt <= 0;
wait_cnt <= 0;
end
START: begin
shift_reg <= data_in;
enx <= 0;
end
SHIFT: begin
sdata <= shift_reg[31];
shift_reg <= shift_reg << 1;
sclk <= 1;
bit_cnt <= bit_cnt + 1;
wait_cnt <= 0;
end
WAIT: begin
wait_cnt <= wait_cnt + 1;
sclk <= 0;
end
STOP: begin
enx <= 1;
done <= 1;
end
endcase
end
endmodule
测试
`timescale 1ns / 1ns
module spi_adf4351_tb;
reg clk_tb;
reg reset_tb;
reg start_tb;
reg [31:0] data_in_tb;
wire sclk_tb;
wire sdata_tb;
wire enx_tb;
wire done_tb;
// 实例化spi_adf4351模块
spi_adf4351 DUT (
.clk(clk_tb),
.reset(reset_tb),
.data_in(data_in_tb),
.start(start_tb),
.sclk(sclk_tb),
.sdata(sdata_tb),
.enx(enx_tb),
.done(done_tb)
);
// 生成时钟信号
initial begin
clk_tb=0;
forever #5 clk_tb=~clk_tb;// 假设系统时钟为100MHz
end
initial begin
data_in_tb = 32'hA5A5A5A5; // 测试数据，可以根据需要修改
reset_tb = 1;
start_tb = 0;
#20 reset_tb=0;
#35 start_tb=1;
#10 start_tb=0;
end
endmodule
频率FPGA 计算
原理
INT、FRAC、MOD与R分频器的关系
利用INT、FRAC和MOD的值以及R分频器，可以产生间隔为PFD频率的分数的输出频率。
R分频器
利用10位R分频器，可以细分输入参考频率(REFIN)以产生PFD的参考时钟。分频比可以为1至1023。
寄存器映射
REGISTER 0
REGISTER 1
REGISTER 2
REGISTER 3
REGISTER 4
REGISTER 5
寄存器初始化序列
初始上电时，对电源引脚施加正确的电压后，ADF4351寄存器应按以下顺序启动：
- 寄存器5
- 寄存器4
- 寄存器3
- 寄存器2
- 寄存器1
- 寄存器0
FPGA 根据频率计算寄存器数值
输入频率：4400M到35M
module adf4351_LUT_freq(
);
reg ad9361_l_clk,rst;
initial begin
ad9361_l_clk=0;
forever #12.5 ad9361_l_clk=~ad9361_l_clk;
end
initial begin
rst=1;
#25 rst=0;
end
reg [15:0] freq;
always @ (posedge ad9361_l_clk or posedge rst)
begin
if(rst)
begin
freq <= 16'd130;
end
else if(freq < 16'd4400)
begin
freq <= freq + 1'b1;
end
else
begin
freq <= freq;
end
end
wire [31:0] reg0,reg1,reg2,reg3,reg4,reg5;
adf4351_reg_lut LUT(
.clk_40(ad9361_l_clk),
.rst(rst),
.frequency(freq),
.reg0(reg0),
.reg1(reg1),
.reg2(reg2),
.reg3(reg3),
.reg4(reg4),
.reg5(reg5)
);
