И подскажите, какое максимальное напряжение выдаёт фазовый детектор данной микросхемы...

Проблема в том, что микросхема может питаться напряжением вплоть до 20 вольт (по даташиту), но те экземпляры, что у меня, именно второй фазовый детектор (их там два, причем второй работает по фронтам), уже при напряжении выше 6 вольт, на выходе фазового детектора сигнал пропадает. Выше я подробно описал поведение. Поэтому сейчас микросхема питается от 5 вольт, соответственно на выходе там около 4,5 максимум, выше уже захват пропадает. А если бы детектор нормально работал при большем напряжении, конечно и на выходе можно было бы получить поболее.
Причину не знаю. Может быть, что с повышением напряжения питания, надо и уровенеь на входе поднимать? Но на выходе первого фазового детектора (второй вывод микросхемы), сигнал ведь  имеется, а второй детектор, если глядеть на структуру, он вроде за первым, по схеме. Но это структура, как оно там на самом деле, кто знает.
Это у меня синтезатор на один диапазон, на 80 метров с ПЧ 9 мгц. То есть частота на выходе от 25 до 26 мгц. И ГУН также на этой частоте, катушки на кольцах К50-6. Может и лучше можно получить, если поднять частоту ГУН до 50 мгц или даже выше. Но, пока не пробовал. Да и варикапы, нужную перестройку я получаю при изменении напряжения на варикапах от 1 вольта до 4-х. То есть, запаса почти нет.

А сколько там фазовый шум при отстройке 10 кГц

На нижнем графике видно - -150 дб, но уровень сигнала мультиметр показывает -3,7 дб, то есть, где-то -146,3. Если не ошибаюсь... Но, надо также учесть шум опорника в смесителе, шум самого смесителя. Поэтому, все же наверное надо измерять уже в готовом аппарате, по Вашей методе, прямым способом. С Вашим фазовым детектором с низкой частотой сравнения я получил такие же цифры, собрал несколько экземпляров.. Но, этот проще. Тут один корпус, нет ключей на транзисторах. Также не нужно никаких буферов между Si5351A и CD4046.
Есть микросхемы 74НС4046. Эти могут работать на частотах сравнения в районе 10 мгц и даже выше. Это позже будут эксперименты
Резисторы R2, R3, R4 нарисованы для того, чтобы Диптрейс предусмотрел пятачки, для возможности выбора коэффициента  деления. То есть, на плате устанавливается один.

После некоторого размышления и анализа схем защит подумалось, что датчик КСВ перед ФНЧ вроде как не нужен.

Я бы оставил - чем чёрт не шутит...

 

А я подумал, что со мною что-то не понятно...