《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 測試測量 > 業(yè)界動態(tài) > PLL回路濾波器設計的調整指南

PLL回路濾波器設計的調整指南

2017-03-07
作者:Noel Fung

  假設您已經通過迭代信息傳遞相位邊限和回路帶寬在鎖相環(huán)(PLL)上花費了一些時間。但遺憾地是,還是無法在相位噪聲、雜散和鎖定時間之間達成良好的平衡。感到泄氣?想要放棄?等一下!你是否試過伽馬優(yōu)化參數?

  伽馬優(yōu)化參數

  伽馬是一個數值大于零的變量。當伽馬等于1時,相位邊限在回路頻處會達到最大值(圖1)。很多回路濾波器設計方法把伽馬值設為1,這是個很好的起點,但還有進一步優(yōu)化的空間。

1.png

  圖1:伽馬等于1時的波德圖

  伽馬能夠有效用于優(yōu)化帶內相位噪聲,尤其是因壓控振蕩器 (VCO) 帶來的提升斜率。此外,如果因為鑒相器頻率限制和電荷泵電流,您無法獲得更高的回路帶寬,伽馬能夠幫助您打破最大可實現回路帶寬的限制。不過,如果您將伽馬值設置的很大,則會明顯延長鎖定時間。

  圖2所示為伽馬對相位噪聲的影響?;芈穾捄拖辔贿呄尴嗤?,而伽馬值不同。伽馬值越高,由于噪聲整形回路濾波器平緩度提升,VCO的提升斜率也會變低。

2.png

  圖2:相位噪聲 vs 伽馬值為1.0882時(a);相位噪聲 vs 伽馬值為3.747時(b)

  圖3所示為二階回路濾波器下可實現的最大回路帶寬 vs 不同的伽馬值。鑒相器頻率及電荷泵電流保持不變。

3.png

  圖3:回路帶寬 vs 伽馬值

  如果設計目標為100kHz回路帶寬,45度相位邊限,當伽馬值限制為1時,您最多只能得到79kHz的回路帶寬。然而,如果您能接受更高的伽馬值,如伽馬值等于8,則可以實現設計目標。此時,回路帶寬為96.6kHz,相位邊限為43.4度。

  但較高的伽馬值也有其蔽處:鎖定時間更長。圖4所示為不同伽馬值下200MHz頻率躍變的鎖定時間;回路帶寬和相位邊限保持不變。當伽馬值和回路帶寬分別為1和3.7,穩(wěn)定容差在±100Hz范圍內,模擬鎖定時間值分別為46.5?s與118?s。

4.png

  圖4:鎖定時間 vs 伽馬值

  使用案例

  只要伽馬值優(yōu)化參數不限于1,您就能更自由的去開發(fā)您的PLL環(huán)。例如,如果目標是實現最小時基誤差,通常,您需要將回路帶寬與相位邊限設置為更高的數值。如果伽馬值等于1,由于相位邊限響應的峰值與回路帶寬一致,您可能無法得到期望的高回路帶寬值。這種情況下,您可以通過設置大于1的伽馬值,犧牲鎖定時間。這樣,您就可以得到更高的回路帶寬值。

  了解如何利用PLLatinum?仿真工具快速計算伽馬值和PLL值。在“功能等級”復選框中選擇“高級”,打開伽馬優(yōu)化參數選項。


本站內容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉載內容只為傳遞更多信息,并不代表本網站贊同其觀點。轉載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權歸版權所有權人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內容無法一一聯系確認版權者。如涉及作品內容、版權和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經濟損失。聯系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。