U2781B
Rev. A4, 11-Sep-00
1 (10)
Frequency Synthesizer
Description
The programmable frequency synthesizer IC U2781B for
ตP-controlled applications is realized with Atmel
Wireless & Microcontrollers' advanced UHF process
which is very suitable for combinations of fast ECL logic
and low-current I
2
L logic. The benefits are high input
sensitivity combined with low power consumption and
therefore small packages (SSO20). This makes the
device a perfect choice for cordless phones and handheld
cellular radio sets up to 1.1 GHz.
Electrostatic sensitive device.
Observe precautions for handling.
Features
D Very low current consumption (typ. 3 V/ 5 mA)
D Supply-voltage range: 2.7 to 5.5 V
D Max. input frequency: 1.1 GHz
D Programmable prescaler 64/ 65 or 128/ 129
D Controlled by 3-wire bus with f
clock
up to 500 kHz
D Status output for PLL lock/ unlock condition
D Very fast phase detector
D SSO20 package
D ESD protection in accordance with MIL-STD. 883
method 3015 class 2
Benefits
D Very low current consumption extends talk time
D Few external components and SSO package save costs
and space
Block Diagram
Charge
pump
Prescaler
64/65
128/129
V
VS
18-bit
shift register
Phase
detector
Oscillator
14-bit
reference counter
Data
Clock
Osci
GND
1-bit latch
load control
PS
CP
LDo
Mo
RFi
Enable
7-bit
swallow
counter
15-bit latch
11-bit
main
18-bit latch
counter
SCP
Osco
17
3
15
1
8
11
7
4
10
6
14
13
5
U2781B
Figure 1. Block diagram
U2781B
Rev. A4, 11-Sep-00
2 (10)
Ordering Information
Extended Type Number
Package
Remarks
U2781B-MFS
SS020
Tube, MOQ 830 pcs
U2781B-MFSG3
SS020
Taped and reeled, MOQ 4000 pcs
Functional Description
The IC is controlled by a 3-wire bus with Clock, Data and
Enable inputs for programming the scaling factors of the
programmable counter, the reference counter and the
prescaler.
A TCXO can be connected to the oscillator input (OSCi)
as an alternative solution to the common crystal reference
oscillator. In that case, the oscillator output (OSCo)
should be left open.
The charge-pump output operates as switched current
sources. The characteristics of the phase-locked loop can
be determinated by the external lowpass filter.
The phase characteristic of the phase detector is convert-
ible and thus matchable to different frequency/ tuning
voltage characteristics.
Pin Description
Pin
Symbol
Function
มมม
มมม
1
มมมมม
มมมมม
Osci
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Oscillator input
มมม
มมม
2
มมมมม
มมมมม
n.c.
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Not connected
มมม
มมม
มมม
3
มมมมม
มมมมม
มมมมม
Osco
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Oscillator output
มมม
มมม
4
มมมมม
มมมมม
V
SCP
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Charge-pump supply voltage
มมม
มมม
5
มมมมม
มมมมม
V
s
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Supply voltage
มมม
มมม
6
มมมมม
มมมมม
CP
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Charge-pump output
มมม
มมม
7
มมมมม
มมมมม
GND
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Ground
มมม
มมม
8
มมมมม
มมมมม
LDo
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Lock-detector output
มมม
มมม
มมม
9
มมมมม
มมมมม
มมมมม
n.c.
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Not connected
มมม
มมม
10
มมมมม
มมมมม
RFi
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
VCO input
มมม
มมม
11
มมมมม
มมมมม
Clock
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
3-wire bus Clock
มมม
มมม
12
มมมมม
มมมมม
n.c.
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Not connected
มมม
มมม
13
มมมมม
มมมมม
Data
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
3-wire bus Data
มมม
มมม
14
มมมมม
มมมมม
Enable
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
3-wire bus Enable
มมม
มมม
15
มมมมม
มมมมม
PS
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Phase select input
มมม
มมม
มมม
16
มมมมม
มมมมม
มมมมม
n.c.
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Not connected
มมม
มมม
17
มมมมม
มมมมม
Mo
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Monitor output for f
p
and f
r
มมม
มมม
18
มมมมม
มมมมม
n.c.
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Not connected
มมม
มมม
19
มมมมม
มมมมม
n.c.
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Not connected
มมม
มมม
20
มมมมม
มมมมม
n.c.
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
Not connected
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
19
18
17
16
14
15
13
12
11
20
V
SCP
V
S
CP
GND
LDo
n.c.
n.c.
Osco
Mo
n.c.
PS
Enable
Data
n.c.
n.c.
n.c.
RFi
Clock
Osci
n.c.
U2781B
Figure 2. Pinning SSO20
U2781B
Rev. A4, 11-Sep-00
3 (10)
Absolute Maximum Ratings
Parameter
Symbol
Value
Unit
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
Supply voltage
มมมมม
มมมมม
มมมมม
V
S
มมมมมมมม
มมมมมมมม
มมมมมมมม
ญ 0.3 to 6
มมมมม
มมมมม
มมมมม
V
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
RF input
มมมมม
มมมมม
V
RF
มมมมมมมม
มมมมมมมม
V
S
มมมมม
มมมมม
V
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
Oscillator input voltage
มมมมม
มมมมม
V
Osci
มมมมมมมม
มมมมมมมม
1
มมมมม
มมมมม
V
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
Oscillator output voltage
มมมมม
มมมมม
V
Osco
มมมมมมมม
มมมมมมมม
1.5
มมมมม
มมมมม
V
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
Bus input voltage
มมมมม
มมมมม
V
BUS
มมมมมมมม
มมมมมมมม
6
มมมมม
มมมมม
V
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
Phase-select input voltage
มมมมม
มมมมม
V
PS
มมมมมมมม
มมมมมมมม
6
มมมมม
มมมมม
V
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
Charge-pump input voltage
มมมมม
มมมมม
มมมมม
V
SCP
มมมมมมมม
มมมมมมมม
มมมมมมมม
6
มมมมม
มมมมม
มมมมม
V
มมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมม
Storage temperature
มมมมม
มมมมม
T
stg
มมมมมมมม
มมมมมมมม
ญ 40 to 125
มมมมม
มมมมม
ฐC
Operating Range
Parameter
Symbol
Value
Unit
Supply voltage
V
S
2.7 to 5.5
V
Ambient temperature
T
amb
ญ 40 to 85
ฐC
Thermal Resistance
Parameter
Symbol
Value
Unit
Junction ambient
SSO20
R
thJA
140
K/W
Electrical Characteristics
T
amb
= 25
_C, V
S
= 2.7 to 5.5 V, unless otherwise specified
Parameter
Test Conditions / Pins
Symbol
Min.
Typ.
Max.
Unit
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
DC supply
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Supply voltage
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมม
มมมม
V
s
มมม
มมม
2.7
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
5.5
มมมม
มมมม
V
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Supply current
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
V
s
= 3 V
มมมม
มมมม
มมมม
I
s
มมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
5
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
mA
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Supply voltage CP
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมม
มมมม
V
SCP
มมม
มมม
V
s
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
5.5
มมมม
มมมม
V
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Supply current CP
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
V
CP
= 5 V, PLL in locked
condition
มมมม
มมมม
มมมม
I
SCP
มมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
1
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
ตA
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
RF input
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Input voltage
f
i
= 200 to 1100 MHz
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
R
s
= 50
*)
R
s
= 50
*)
มมมม
มมมม
มมมม
V
imin
V
imax
มมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
20
200
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
mV
RMS
mV
RMS
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Frequency range
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมม
มมมม
f
imin
f
imax
มมม
มมม
1100
มมมม
มมมม
50
1250
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
MHz
MHz
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Scaling factor prescaler
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมม
มมมม
มมมม
S
PSC
มมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
64/128
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Scaling factors main counter
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมม
มมมม
S
M
มมม
มมม
4
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
2047
มมมม
มมมม
U2781B
Rev. A4, 11-Sep-00
4 (10)
Electrical Characteristics (continued)
T
amb
= 25
_C, V
S
= 2.7 to 5.5 V, unless otherwise specified
Unit
Max.
Typ.
Min.
Symbol
Test Conditions / Pins
Parameter
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Scaling factors swallow
counter
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
S
S
มมม
มมม
0
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
127
มมมม
มมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
Reference oscillator
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Input voltage
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
R
s
= 50
*)
R
s
= 50
*)
มมมม
มมมม
V
imin
V
imax
มมม
มมม
มมมม
มมมม
20
200
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
mV
RMS
mV
RMS
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Frequency range
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
มมมม
f
imin
f
imax
มมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
0,1
20
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
MHz
MHz
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Scaling factor reference
counter
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
มมมม
S
R
มมม
มมม
มมม
4
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
16383
มมมม
มมมม
มมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
3-wire bus (Clock, Data, Enable) and PS
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
High input voltage
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
V
iH
มมม
มมม
1.5
มมมม
มมมม
0.9
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
V
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Low input voltage
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
V
iL
มมม
มมม
0
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
0.4
มมมม
มมมม
V
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
High input current
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
มมมม
I
iH
มมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
5
มมมม
มมมม
มมมม
ตA
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Low input current
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
I
iL
มมม
มมม
ญ5
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
ตA
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
Monitor output (Emitter follower)
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
High output voltage
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
V
s
= 3 V
มมมม
มมมม
V
iH
มมม
มมม
2.1
มมมม
มมมม
2.2
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
V
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Low output voltage
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
I
MO
= 0.5 mA
มมมม
มมมม
V
iL
มมม
มมม
มมมม
มมมม
1.8
มมมม
มมมม
1.9
มมมม
มมมม
V
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Charge-pump output
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Source current
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
V
CP
= 5 V
มมมม
มมมม
มมมม
I
source
มมม
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
ญ1
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
mA
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Sink current
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
มมมม
มมมม
I
sink
มมม
มมม
มมมม
มมมม
1
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
mA
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Leakage current
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
V
CP
= 5 V
มมมม
มมมม
I
leak
มมม
มมม
มมมม
มมมม
ฑ5
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
nA
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
มมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมมม
Lock-detector output (open collector)
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Saturation voltage
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
I
LD
= 0.2 mA
มมมม
มมมม
V
sat
มมม
มมม
มมมม
มมมม
0.2
มมมม
มมมม
0.4
มมมม
มมมม
V
มมมมมมมมม
มมมมมมมมม
Leakage current
มมมมมมมมมม
มมมมมมมมมม
V
LD
= 5 V
มมมม
มมมม
I
leak
มมม
มมม
มมมม
มมมม
มมมม
มมมม
2
มมมม
มมมม
mA
*) RMS voltage at 50
W
U2781B
Rev. A4, 11-Sep-00
5 (10)
Functional Description
The reference- and the programmable counter can be
programmed by the 3-wire bus (Clock, Data and Enable).
The Data Signal is transferred bit by bit into the shift
register during the rising edge, starting with the MSB-bit.
As soon as the enable signal is in high condition, the
content of the shift register will be taken over either into
the 15-bit reference counter latch (C = H) or into the
18-bit latch of the programmable counter (C = L)
Reference Counter (15-bit shift register)
มมม
มมม
LSB
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
MSB
มมม
มมม
C
มมม
มมม
R0
มมม
มมม
R1
มมม
มมม
R2
มมม
มมม
R3
มม
มม
R4
มมม
มมม
R5
มมม
มมม
R6
มมม
มมม
R7
มมม
มมม
R8
มมม
มมม
R9
มมม
มมม
R10
มมม
มมม
R11
มมม
มมม
R12
มมม
มมม
R13
มมม
มมม
PSC
C:
Control bit High
PSC: Prescaler scaling factor bit: High ญ 64/65
Low ญ 128/129
S
PSC
= 64 or 128
R0 to R13:
These bits are setting the reference counter S
R
S
R
= R0
2
0
+ R1
2
1
+ to + R12
2
12
+ R13
2
13
permitted scaling factors for S
R
: 4 to 16383
Programmable Counter (18-bit shift register)
มมม
มมม
LSB
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มม
มม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
มมม
MSB
มมม
มมม
C
มมม
มมม
S0
มม
มม
S1
มมม
มมม
S2
มม
มม
S3
มมม
มมม
S4
มมม
มมม
S5
มม
มม
S6
มมม
มมม
M0
มม
มม
M1
มมม
มมม
M2
มม
มม
M3
มมม
มมม
M4
มม
มม
M5
มมม
มมม
M6
มม
มม
M7
มมม
มมม
M8
มมม
มมม
M9
มมม
มมม
M10
C:
Control bit Low
S0 to S6:
These bits are setting the swallow counter S
S
.
S
S
= S0
2
0
+ S1
2
1
+ to + S5
2
5
+ S6
2
6
permitted scaling factors for S
S
: 0 to 127, S
S
< S
M
M0 to M10 : These bits are setting the main counter S
M
.
S
M
= M0
2
0
+ M1
2
1
+ to + M9
2
9
+ M10
2
10
permitted scaling factors for S
M
: 4 to 2047
Total scaling factor S
P
of the programmable counter
S
P
= (S
PSC
S
M
) + S
S
Condition: S
S
< S
M
VCO Frequency
f
VCO
= ((S
PSC
S
M
) + S
S
)
f
RefOsc
/ S
R
PDF 
ZIP