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一种准确地预测由泄漏电流引起的 PLL 基准杂散噪声之简单方法

发布时间:2016-03-06 14:29:37  来源:大电流电感厂家   查看:

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这意味着,PFD 周期为:

贴片电感
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为了建立具有大量相位裕度的稳定环路,在环路中插入一个由图 5 中 RZ 和 CI 组成的零点,位线圈电感置大约在 1/3 LBW 处。

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在最后一个等式中用 TPFD 替代 LBW,产生

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这意味着,PFD 周期几乎是比零点τZ 时间常数短 5 倍。这表明,在一个 TPFD 周期中 CP 两端产生的纹波大多不会被 CI 看到。闭环带宽 LBW 近似等于开环增益的单位增益交叉点 (unity crossing)。既然该零点位于环路带宽之内 (位于开环增益单位增益交叉点的 1/3 处),那么 CI 两端的电压由负反馈决共模电感器定,而且在大多数情况下等于 DC 值。

实事求是地讲,在图 6 所示的 PFD 周期中,仅 CP 在放电和充电。

如果用一个恒定电流源 I 给电容器 C 充电和放电,那么经过一段给定的时间ΔT,该电容器两端的电压由以下等式一体成型电感器给出:

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为了在 LO 端保持固定输出频率,图 6 中放电周期发生的电压下降等于充电周期的电压上升。也就是:

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其中,TCharge 是充电泵电流在每个 PFD 周期工作的时间。

充电泵电流 I_CP 的大小通常在 mA 范围,I_Leakage 的大小通常在 nA 范围,这意味着:

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这表明,CP 两端的纹波电压可以用锯齿波表示。

为了研究这种锯齿波对 LO 信号频谱的影响,而且既然该波形是一种周期函数,那么该锯齿波可以用傅立叶级数 (Fourier Series) 分析分解成其频率分量:

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其中:

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其中电感器厂家 n = 1,基频峰值为:

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二阶谐波峰值为:

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等等。

在图 6 中等于 V_Tune_Avg 的 DC 值按照所要求的 LO 频率由负反馈设定。然而,AC 组件通过 VCO 的调谐引脚对 VCO 进行频率调制,调谐灵敏度为 KVCO,结果产生了以 fPFD 为基频的双边带杂散噪声。附录导出了以下等式,稍后会用到这个等式。

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因为 fPFD 是基频和最低频率分量,按照设计,至少比开环增益的 0dB 交叉点高 10 倍。在这些 AC 分量的负反馈影响是微不足道。

为了算出基频基准杂散噪声与载波的功率比,设 fm = fPFD、Em = Vpk-Fund 和

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就二阶谐波基准杂散噪声而言,fm = 2 fPFD、Em = Vpk-2ndHar 且

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用类似方法可以算出针对较高阶谐波的比值。

有源环路滤波器举例

图 7 显示了一个围绕运放建立的有源环路滤波器例子。I_Leakage 表示充电泵和运放的泄电感生产露电流之和。既然环路滤波器具有类似的结构,所以这里运用了与无源滤波器例子中相同的方法。在运放的输出端增加由 RP2 和 CP2 组成的极点,以将该器件的噪声贡献限制在LBW 的 15 或 20 倍以外,这可降低 VCO 调谐节点处的锯齿波信号幅度。应该提到的是,CP2 包括 VCO 调谐端口的输入电容。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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