锁相环（PLL）电路是一种由压控振荡器（VCO）和鉴相器组成的反馈系统。
振荡器信号跟踪施加的频率或相位调制信号是否具有正确的频率和相位。
当需要从固定的低频信号生成稳定的高输出频率时，或者需要快速更改频率时，可以使用PLL。
典型的应用包括使用高频，电信和测量技术来实现滤波，调制和解调以及实现频率合成。
图1.锁相环框图图1显示了基于PLL的频率合成器的框图。
VCO产生输出信号。
它通过PLL保持在设定频率并锁定到参考频率。
参考频率通常由非常精确的石英振荡器提供。
在锁相环电路的反馈路径部分中，通过一个分频器在相位检测器之前提供一个可调的VCO分频比。
VCO包含可调节的调谐元件，例如变容二极管，其电容随输入电压而变化。
因此，PLL电路可被视为VCO反馈控制系统。
VCO所需的输入或控制电压通常高于提供给PLL电路的电源电压。
电源电压通常为3.3 V或5 V，根据频率要求，VCO可能需要高于20 V的电压。
要生成更宽的频率范围，可以使用具有更宽调谐范围的VCO。
图2显示了一个简单电路的示例，该电路支持千兆赫兹范围内的VCO。
VCO可以使用Synergy Microwave Corporation的DCYS100200-12。
该产品在28 V（VTUNE）下产生2 GHz的频率，如图3所示。
有几种可能的选项可产生高控制电压。
一种是使用有源环路滤波器，该环路滤波器主要由高速放大器和低通滤波器组成，它们可以将鉴相器（CPOUT）的输出脉冲转换为干净的DC电压。
或者，您可以将PLL频率合成器与集成电荷泵一起使用，例如ADI的ADF4150HV，它不需要额外的有源环路滤波器。
尽管两种解决方案都需要高压电源，但使用ADF4150HV可以减少所需的组件数量。
它还可以避免有源滤波器放大器引起的失真和相位噪声。
此外，ADF4150HV允许实现小数N分频或整数N锁相环频率合成器。
最终的VCO频率可以除以1、2、4、8或16，以便输出频率可以低至31.25 MHz。
图2. ADF4150HV的高压电荷泵电源的简化电路。
图3. DCYS100200-12的控制电压与频率的关系曲线。
通过使用DC-DC升压转换器ADP1613，可以产生ADF4150HV集成电荷泵所需的高电压，而不会造成性能下降。
PLL性能。
ADP1613是一款高效开关稳压器，集成了功率晶体管，可以轻松实现高达20 V的输出电压。
还可以使用额外的外部元件来实现更高的输出电压，特别是通过外部功率晶体管。
ADP1613的开关频率可以在650 kHz至1.3 MHz范围内调节。
这样可以实现更好的瞬态响应和简单的噪声过滤。
一般而言，建议选择高于1 MHz的开关频率，以减少通过PLL环路滤波器的开关噪声。
使用ADF4150HV的锁相环频率合成器电路通过使用集成的RF分频器提供超宽带PLL功能。
工作频率范围是62.5 MHz至2 Ghz。
通过采用相同的PLL硬件设计，可以为系统中的多个不同硬件平台生成不同的频率。
但是，如果要求某个设计适用于不同的VCO类型，则需要在设计中集成相应的环路滤波器。
这样，可以确保锁相环的可靠操作。
为了实现相对较宽的输出频率调节范围以及相关的更高输出功率，ADF4150HV的每个RF输出还需要一个小型滤波器。
并联连接一个27 nH电感器和一个50Ω电阻器可以有效地调节高达3 GHz的频率。
该电阻器提供了定义的输出阻抗。
较低的电感将导致频带扩展到较低的范围。
如今，也有可能提供适用于较大频率范围（即适用于PLL，滤波器和VCO）的集成解决方案，但是由于不同组件之间的距离很近，可能会导致无用的耦合。
离散的设计和由此实现的物理隔离可以大大减少