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怎么依据数据表标准算出锁相环(PLL)中的相位噪声

也许你也会跟我一样认为典型数据表中的某些规格难以理解,这是因为其中涵盖了一些你不太熟悉的隐含惯例。对许多RF系统工程师而言,其中一种规格便是锁相环(PLL)中的相位噪声。当信号源被用作本机振荡器(

  或许你也会跟我相同以为典型数据表中的某些标准难以了解,这是由于其间涵盖了一些你不太熟悉的隐含常规。对许多RF体系工程师而言,其间一种标准就是锁相环(PLL)中的相位噪声。当信号源被用作本机振荡器(LO)或高速时钟时,相位噪声功用对满意体系要求起到了重要作用。开始从数据表中揣度出该标准时好像就像一个独立的项目。下面我来解说一下怎么经过读取PLL的相位噪声标准来对您的无线电或高速运用可到达的功用进行开始评价。

  留意,PLL是一种操控回路,这种体系具有频率呼应功用。参阅途径中生成的噪声受控于回路中对体系输出的低通频率呼应,而压控振荡器(VCO)中生成的噪声受控于回路中对体系输出的高通频率呼应。参见图1。

  图1:锁相环中的两个已建模的噪声源(绿色和蓝色)及其对体系输出的频率呼应

  环路带宽内部(低通频率呼应)PLL发生的噪声分为两个部分——闪耀噪声和白噪声,但环路带宽外部(高通频率呼应)的噪声在数据表中一般表明为开环VCO功用。

  当这些标准被刺进动态环路中时,就会对总相位噪声形成影响。图2解说了这三种噪声标准是怎么界说一个近似选中环路带宽的总相位噪声的办法。请留意环路带宽上方总相位噪声与VCO的盯梢调谐以及环路带宽下方总相位噪声与PLL的盯梢调谐。

  图2:LMX2592预估相位噪声曲线图(带100-MHz相位检测器频率的6-GHz输出),凭借(1)闪耀噪声、(2)白噪声和(3)~100-kHz环路带宽用VCO开环数据

  让我们简略回忆一下这三种标准:

  1)闪耀噪声(图2中的红线)是锁相环的一种特性,会在偏移较低时影响相位噪声。这种噪声会跟着偏移频率的改变而改变,改变率为每10年10分贝。德州仪器对该噪声进行了规则并将其标准化,使其适用于10-kHz偏移时的1-GHz载波。方程1免除了闪耀噪声规范化:

    

怎么依据根本的数据表标准预算出P L L的相位噪声

  其间,Fvco指VCO的频率。

  闪耀噪声一般不受相位检测器频率的影响,只取决于输出载波频率。因而,输出频率添加一倍,噪声将添加6分贝。

  2)白噪声(图2中的绿线)亦称为锁相环的品质因数,为便利比照,对该噪声标准化。与在1 Hz载波时的1-Hz带宽[dBc/Hz]中的输出信号比较,品质因数的单位是分贝。

  其间,N指反应(参见图1)的分频器,Fpd指相位检测器的运转频率。

    

怎么依据根本的数据表标准预算出P L L的相位噪声

  该标准会影响中段偏移频率的相位噪声。从方程2中能够看出,相位检测器频率越高,环路内部的相位噪声越佳,相位检测器频率每添加一倍,相位噪声会改进3分贝。

  3)开环VCO相位噪声(图2中的黑线)与偏移频率之间的联系是每十年改变20分贝,可是间隔载波更近时,会变为每十年改变30分贝。白噪声一般经过15或20-MHz的偏移频率传递,被称为噪声源的本底噪声。锁相环中VCO宣布的噪声会进入高通频率呼应。最终,相位噪声一般会跟着输出频率的改变而改变,因而当频率减半时,相位噪声会改进6分贝。

  现在,您可得出不同偏移频率和输出频率时PLL的近似相位噪声。您需要从数据表中取得闪耀噪声、白噪声和开环VCO相位噪声。然后运用公式1和公式2免除这些标准的标准化,然后假定尖利环路滤波器为第一个近似值(如图2中所示),即可得出闭环呼应的近似值。

  预算PLL相位噪声起先看似很困难,但揣度数据表中所需的标准并运用此处归纳的公式将有助于挑选出满意您体系要求的最佳PLL。

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