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锁相环电路的365bet手机娱乐场设计

文章来源:365bet手机客户端公司,时间:2017-09-01 15:57    点击量:

    锁相环电路的365bet手机娱乐场设计摘要锁相环(PLL)是现代通信系统的基本构建模块PLLs 通常用在无线电接收机或发射机中,主要提供"本振"(LO)功能;也可用于时钟信号分配和降噪,而且越来越多地用作高采样速率模数或 数模转换的时钟源.

锁相环电路的365bet手机娱乐场设计
    由于每一代PLL的噪声性能都在改善,因此365bet手机娱乐场噪声的影响变得越来越明显,某些情况下甚至可限制噪声性能.

    本文讨论图1所示的基本PLL方案,并考察每个构建模块的365bet手机娱乐场管理要求.

    显示各种365bet手机娱乐场管理要求的基本锁相环图1.显示各种365bet手机娱乐场管理要求的基本锁相环PLL中,反馈控制环路驱动365bet手机娱乐场电压控制振荡器(VCO),使振荡器频率(或相位)精确跟踪所施加基准频率的倍数.许多优秀的参考文献 (例如Best的锁相环1),解释了PLL的数学分析;ADI的ADIsimPLL?等仿真工具则对了解环路传递函数和计算很有帮助.下面让我们依次考察一下PLL构建模块.

    VCO和VCO推压365bet手机娱乐场电压控制振荡器将来自鉴相器的误差365bet手机娱乐场电压转换成输出频率.器件"增益"定义为KVCO,通常以MHz/V表示.365bet手机娱乐场电压控制可变电容二极管(变容二极管)常用于调节VCO内的频率.VCO的增益通常足以提供充分的频率覆盖范围,但仍不足以降低相位噪声,因为任何变容二极管噪声都会被放大KVCO倍,进而增加输出相位噪声.

    多频段集成VCO的出现,例如用于频率合成器ADF4350的集成VCO,可避免在KVCO与频率覆盖范围间进行取舍,使PLL设计人员可以使用包含数个中等增益VCO的IC以及智能频段切换程序,根据已编程的输出频率选择适当的频段.这种频段分割提供了宽广的总体范围和较低噪声.

    除了需要从输入365bet手机娱乐场电压变化转换至输出频率变化(KVCO),外,365bet手机娱乐场波动也会给输出频率变化带来干扰成分.VCO对365bet手机娱乐场波动的灵敏度定义为VCO 推压 (Kpushing),通常是所需KVCO.的一小部分.例如,Kpushing 通常是KVCO的5%至20%.因此,对于高增益VCO,推压效应增大,VCO365bet手机娱乐场的噪声贡献就更加举足轻重.

    VCO推压的测量方法如下:向VTUNE引脚施加直流调谐365bet手机娱乐场电压,改变365bet手机娱乐场365bet手机娱乐场电压并测量频率变化.推压系数是频率变化与365bet手机娱乐场电压变化之比,如表1所示,使用的是ADF4350 PLL.

    表1. ADF4350 VCO推压测VCO频段(MHz)Vtune(V)f1 (MHz) at VVCO = 3 Vf2 (MHz) at VVCO = 3.3 VKpushing = Δf/ΔV(MHz/V)22002.52233.4462233.0611.2833002.53331.1123331.7992.344002.54462.5774464.2425.55参考文献2中提到了另一种方法:将低频方波直流耦合至365bet手机娱乐场内,同时观察VCO频谱任一侧上的频移键控 (FSK)调制峰值(图2).峰值间频率偏差除以方波幅度,便得出VCO推压系数.该测量方法比静态直流测试更精确,因为消除了与直流输入365bet手机娱乐场电压变化相关的任何热效应.图2显示ADF4350 VCO输出在3.3 GHz、对标称3.3 V365bet手机娱乐场施加10 kHz、0.6 V p-p方波时的频谱分析仪曲线图.对于1.62 MHz/0.6 V或2.7 MHz/V的推压系数,最终偏差为3326.51 MHz – 3324.89 MHz = 1.62 MHz.该结果可与表1中的静态测量 2.3 MHz/V比较.

    365bet手机娱乐场调制的频谱分析仪曲线图图2.ADF4350 VCO通过10kHz、0.6v p-p方波响应 365bet手机娱乐场调制的频谱分析仪曲线图在PLL系统中,较高的VCO推压意味着VCO365bet手机娱乐场噪声的增加倍数更大.为尽可能降低对VCO相位噪声的影响,需要低噪声365bet手机娱乐场.

    Reference 3 和Reference 4提供了不同低压差调节器(LDO)如何影响PLL相位噪声的示例.例如,文献中对ADP3334和ADP150 LDO为ADF4350供电时的性能进行了比较.ADP3334调节器的集成均方根噪声为27 μV(40多年来,从10 Hz至100 kHz).该 结果可与ADF4350评估板上使用的LDO ADP150的9 μV比较.图3中可以看出已测量PLL相位噪声频谱密度的差异.测量使 用4.4 GHz VCO频率进行,其中VCO推压为最大值(表1),因此属于最差情况结果.ADP150调节器噪声足够低,因此对 VCO噪声的贡献可以忽略不计,使用两节(假定"无噪声")AA电池重复测量可确认这一点.

    使用ADP3334和ADP150LDO对(AA电池)供电时ADF4350在4.4GHz下的相位噪声比较图3.使用ADP3334和ADP150LDO对(AA电池)供电时ADF4350在4.4GHz下的相位噪声比较图3强调了低噪声365bet手机娱乐场对于ADF4350的重要性,但对365bet手机娱乐场或 LDO的噪声该如何要求呢?

    与VCO噪声类似,LDO的相位噪声贡献可以看成加性成分ΦLDO(t), 如图4所示.再次使用VCO超额相位表达式得到:

    使用ADP3334和ADP150LDO对(AA电池)供电时ADF4350在4.4GHz下的相位噪声比较或者在频域中为:

    锁相环电路的365bet手机娱乐场设计其中vLDO(f)是LDO的365bet手机娱乐场电压噪声频谱密度.

    1 Hz带宽内的单边带365bet手机娱乐场频谱密度SΦ(f)由下式得出:

    锁相环电路的365bet手机娱乐场设计以dB表示时,用于计算365bet手机娱乐场噪声引起的相位噪声贡献的公式如下:

    锁相环电路的365bet手机娱乐场设计锁相环电路的365bet手机娱乐场设计其中L(LDO) 是失调为f时,调节器对VCO相位噪声(以dBc/Hz表示)的噪声贡献;f;Kpushing是VCO推压系数,以Hz/V表示;vLDO(f)是给定频率偏移下的噪声频谱密度,以V/√Hz表示.

    小信号加性vco365bet手机娱乐场噪声模型图4.小信号加性vco365bet手机娱乐场噪声模型在自由模式VCO中,总噪声为LLDO值加VCO噪声.以dB表示则为:

    锁相环电路的365bet手机娱乐场设计例如,试考虑推压系数为10 MHz/V、在100 kHz偏移下测得相位噪声为–116 dBc/Hz的VCO:要在100 kHz下不降低VCO噪声性能,所需的365bet手机娱乐场噪声频谱密度是多少?365bet手机娱乐场噪声和VCO噪声作为方和根添加,因此365bet手机娱乐场噪声应比VCO噪声至少低6 dB,以便将噪声贡献降至最低.所以LLDO应小于–122 dBc/Hz.使用公式1,锁相环电路的365bet手机娱乐场设计求解vLDO(f),在100 kHz偏移下,vLDO(f)= 11.2 nV/√给定偏移下的LDO噪声频谱密度通常可通过LDO数据手册的 典型性能曲线读取.

    当VCO连接在负反馈PLL内时,LDO噪声以类似于VCO噪声的方式通过PLL环路365bet手机娱乐场滤波器进行高通365bet手机娱乐场滤波.因此,上述公式仅适用于大于PLL环路带宽的频率偏移.在PLL环路带宽内,PLL可成功跟踪并滤 LDO噪声,从而降低其噪声贡献.

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