一種準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)由泄漏電流引起的 PLL 基準(zhǔn)雜散噪聲之簡(jiǎn)單方法
雜散噪聲而言,fm = 2 fPFD、Em = Vpk-2ndHar 且
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201612/328184.htm用類似方法可以算出針對(duì)較高階諧波的比值。
有源環(huán)路濾波器舉例
圖 7 顯示了一個(gè)圍繞運(yùn)放建立的有源環(huán)路濾波器例子。I_Leakage 表示充電泵和運(yùn)放的泄露電流之和。既然環(huán)路濾波器具有類似的結(jié)構(gòu),所以這里運(yùn)用了與無(wú)源濾波器例子中相同的方法。在運(yùn)放的輸出端增加由 RP2 和 CP2 組成的極點(diǎn),以將該器件的噪聲貢獻(xiàn)限制在LBW 的 15 或 20 倍以外,這可降低 VCO 調(diào)諧節(jié)點(diǎn)處的鋸齒波信號(hào)幅度。應(yīng)該提到的是,CP2 包括 VCO 調(diào)諧端口的輸入電容。
圖 7: 采用有源環(huán)路濾波器的 PLL 系統(tǒng),I_Leakage 代表充電泵和運(yùn)算放大器的泄漏電流
鋸齒波信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波,低通濾波的等式可以用拉普拉斯變換域 (LaplaceTransforma domain) 的基本分壓等式得出,并可表示為:
其中 f 代表頻率,單位為 Hz。
鋸齒波信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)分量自然會(huì)根據(jù)其頻率不同而受到不同的影響?;鶞?zhǔn)雜散噪聲與載波之比變?yōu)椋?/p>
該理論的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證
我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)了圖 5 和圖 7 所示的 PLL 系統(tǒng)。用一個(gè)精確的電源儀表在充電泵節(jié)點(diǎn)處引入外部電流,以清除由系統(tǒng)固有泄漏引起的內(nèi)在基頻基準(zhǔn)雜散噪聲。然后,額外給環(huán)路注入特定大小的電流,同時(shí)測(cè)量基頻基準(zhǔn)雜散噪聲的大小。圖 8 比較了對(duì)兩種類型的濾波器所測(cè)得和所計(jì)算的值。在儀器準(zhǔn)確度和組件容限范圍內(nèi),所測(cè)得和所計(jì)算的數(shù)字是一致的。
圖 8:采用有源和無(wú)源環(huán)路濾波器時(shí),所測(cè)得和所計(jì)算的基頻基準(zhǔn)雜散噪聲比較
表 1 給出了用來(lái)產(chǎn)生圖 8 測(cè)量結(jié)果的 PLL 系統(tǒng)之更多細(xì)節(jié)。
表 1:用來(lái)產(chǎn)生圖 8 比較數(shù)據(jù)的 PLL 系統(tǒng)之細(xì)節(jié)
結(jié)果匯總
表 2 匯總了本文得出的等式。
表 2:預(yù)測(cè)直至三階諧波的基準(zhǔn)雜散噪聲的公式
結(jié)論
在 RF 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,整數(shù) N PLL 的工作原理和非理想性是重要課題?;鶞?zhǔn)雜散噪聲可能對(duì)系統(tǒng)總體性能造成顯著的負(fù)面影響。一種簡(jiǎn)單但準(zhǔn)確的、預(yù)測(cè) PLL 泄漏電流引起的基準(zhǔn)雜散噪聲的模型可能成為有用的工具,可以節(jié)省時(shí)間,并減少電路板修改次數(shù)。運(yùn)用本文列舉的電路得到的測(cè)量值驗(yàn)證了推導(dǎo)出的模型的準(zhǔn)確性。
評(píng)論