鎖相環(huán)常見(jiàn)問(wèn)題解答

1、ADI官網(wǎng)下載了個(gè)資料，對(duì)于PLL學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)都非常實(shí)用的好資料，轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)，希望對(duì)大家有幫助（原文鏈接 · 參考晶振有哪些要求？我該如何選擇參考源？· 請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋一下控制時(shí)序，電平及要求？· 控制多片PLL芯片時(shí)，串行控制線是否可以復(fù)用？· 請(qǐng)簡(jiǎn)要介紹一下環(huán)路濾波器參數(shù)的設(shè)置？· 環(huán)路濾波器采用有源濾波器還是無(wú)源濾波器？· PLL對(duì)于VCO有什么要求？以及如何設(shè)計(jì)VCO輸出功率分配器？· 如何設(shè)置電荷泵的極性？· 鎖定指示電路如何設(shè)計(jì)？· PLL對(duì)射頻輸入信號(hào)有什么要求？· PLL芯

2、片對(duì)電源的要求有哪些？· 內(nèi)部集成了VCO的ADF4360-x，其VCO中心頻率如何設(shè)定？· 鎖相環(huán)輸出的諧波？· 鎖相環(huán)系統(tǒng)的相位噪聲來(lái)源有哪些？減小相位噪聲的措施有哪些？· 為何我測(cè)出的相位噪聲性能低于ADISimPLL仿真預(yù)期值？· 鎖相環(huán)鎖定時(shí)間取決于哪些因素？如何加速鎖定？· 為何我的鎖相環(huán)在做高低溫試驗(yàn)的時(shí)候，出現(xiàn)頻率失鎖？· 非跳頻（單頻）應(yīng)用中，最高的鑒相頻率有什么限制？· 頻繁地開(kāi)關(guān)鎖相環(huán)芯片的電源會(huì)對(duì)鎖相環(huán)有何影響？· 您能控制PLL芯片了么？，R分頻和N分頻配置好了么？·

3、您的晶振輸出功率有多大？VCO的輸出功率有多大？· 您的PFD鑒相極性是正還是負(fù)？· 您的VCO輸出頻率是在哪一點(diǎn)？最低頻率？最高頻率？還是中間的某一點(diǎn)？VCO的控制電壓有多大？· 您的PLL環(huán)路帶寬和相位裕度有多大？· 評(píng)價(jià)PLL頻率合成器噪聲性能的依據(jù)是什么？· 小數(shù)分頻的鎖相環(huán)雜散的分布規(guī)律是什么？· 到底用小數(shù)分頻好還是整數(shù)分頻好？· ADI提供的鎖相環(huán)仿真工具ADISimPLL支持哪些芯片，有什么優(yōu)點(diǎn)？· 分頻 獲得高精度時(shí)鐘參考源？· PLL，VCO閉環(huán)調(diào)制，短程無(wú)線發(fā)射芯片？· P

4、LL，VCO開(kāi)環(huán)調(diào)制？· 時(shí)鐘凈化-時(shí)鐘抖動(dòng)（jitter）更小？· 時(shí)鐘恢復(fù)（Clock Recovery）？問(wèn)題：參考晶振有哪些要求？我該如何選擇參考源？·答案：波形：可以使正弦波，也可以為方波。·功率：滿足參考輸入靈敏度的要求。·穩(wěn)定性：通常用TCXO，穩(wěn)定性要求< 2 ppm。這里給出幾種參考的穩(wěn)定性指標(biāo)和相位噪聲指標(biāo)。·名稱頻率范圍（MHz）頻率穩(wěn)定度（ppm）相位噪聲dBc/Hz10kHz價(jià)格普通晶體振蕩器SPXO1100+/-10+/-100低壓控晶體振蕩器VCXO160+/-1+/-50  &

5、#160;        溫度補(bǔ)償晶體振蕩器TCXO1-60+/-0.1+/-5壓控振蕩器VCO寬-110恒溫控制晶體振蕩器OCXO10200.00050.01-150, -12010Hz非常高·頻率范圍： ADI提供的PLL產(chǎn)品也可以工作在低于最小的參考輸入頻率下，條件是輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率要滿足給定的要求。·例如，ADF4106的數(shù)據(jù)手冊(cè)要求的最小參考輸入信號(hào)REFIN為20MHz，功率最小為-5dBm，這相當(dāng)于轉(zhuǎn)換速率（slew rate）為22.6V/us，峰峰值為360mV的正弦波。具體計(jì)算如下：

6、對(duì)正弦波Vp*sin(2*pi*f*t)而言，轉(zhuǎn)換速率Slew Rate=dv/dt|max=2*pi*f*Vp。那么我們來(lái)考察功率為-5dBm（50歐姆系統(tǒng)）（Vp=180mV）的信號(hào)，其峰峰值為360mV，其轉(zhuǎn)換速率為·Slew Rate=dv/dt|max=2*pi*f*Vp=22.6V/us·所以，只要REFIN功率滿足要求，并且輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換速率高于22.6V/us ，REFIN可以工作在低于20MHz的條件下。具體實(shí)現(xiàn)是，一個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間為146ns的3.3V CMOS輸入可以很容易的滿足該項(xiàng)要求?？偟膩?lái)說(shuō)，用功率較大的方波信號(hào)作為參考可以使REFIN工作在低于數(shù)據(jù)

7、手冊(cè)上給出的最低頻率限制。·在PLL頻率綜合器的設(shè)計(jì)中，我們推薦使用溫度補(bǔ)償型晶振（TCXO）。在需要微調(diào)參考的情況下使用VCXO，需要注意VCXO靈敏度比較小，比如100Hz/V，所以設(shè)計(jì)環(huán)路濾波器的帶寬不能很大（比如200Hz），否則構(gòu)成濾波器的電容將會(huì)很大，而電阻會(huì)很小。普通有源晶振，由于其溫度穩(wěn)定性差，在高精度的頻率設(shè)計(jì)中不推薦使用。· ····問(wèn)題：請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋一下控制時(shí)序，電平及要求？·答案：ADI的所有鎖相環(huán)產(chǎn)品控制接口均為三線串行控制接口。如圖1所示。要注意的是：在ADI的PLL產(chǎn)品中，大多數(shù)的時(shí)序圖

8、如圖7中上面的圖所示，該圖是錯(cuò)誤的，正確的時(shí)序圖如圖7中下面的圖所示，LE的上升沿應(yīng)跟Clock的上升沿對(duì)齊，而非Clock的下降沿。··圖1 PLL頻率合成器的串行控制接口（3 Wire Serial Interface）· ·控制接口由時(shí)鐘CLOCK，數(shù)據(jù)DATA，加載使能LE構(gòu)成。加載使能LE的下降沿提供起始串行數(shù)據(jù)的同步。串行數(shù)據(jù)先移位到PLL頻率合成器的移位寄存器中，然后在LE的上升沿更新內(nèi)部相應(yīng)寄存器。注意到時(shí)序圖中有兩種LE的控制方法。·SPI控制接口為3V/3.3V CMOS電平。·另外，需要注意的是對(duì)PLL

9、芯片的寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，需要按照一定的次序來(lái)寫(xiě)，具體請(qǐng)參照芯片資料中的描述。特別地，在對(duì)ADF4360的寄存器進(jìn)行操作時(shí)，注意在寫(xiě)控制寄存器和N計(jì)數(shù)器間要有一定的延時(shí)。··控制信號(hào)的產(chǎn)生，可以用MCU，DSP，或者FPGA。產(chǎn)生的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)一定要干凈，過(guò)沖小。當(dāng)用FPGA產(chǎn)生時(shí)，要避免競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)現(xiàn)象，防止產(chǎn)生毛刺。如果毛刺無(wú)法避免，可以在數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線上并聯(lián)一個(gè)1047pF的電容，來(lái)吸收這些毛刺。· ····問(wèn)題：控制多片PLL芯片時(shí)，串行控制線是否可以復(fù)用？·答案：一般地，控制PLL的信號(hào)包括：CE，

10、LE，CLK，DATA。CLK和DATA信號(hào)可以共用，即占用2個(gè)MCU的IO口，用LE信號(hào)來(lái)控制對(duì)哪個(gè)PLL芯片進(jìn)行操作。多個(gè)LE信號(hào)也可以共用一個(gè)MCU的IO口，這時(shí)需要用CE信號(hào)對(duì)芯片進(jìn)行上電和下電的控制。· ····問(wèn)題：請(qǐng)簡(jiǎn)要介紹一下環(huán)路濾波器參數(shù)的設(shè)置？·答案：ADISimPLL V3.0使應(yīng)用工程師從繁雜的數(shù)學(xué)計(jì)算中解脫出來(lái)。我們只要輸入設(shè)置環(huán)路濾波器的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，ADISimPLL就可以自動(dòng)計(jì)算出我們所需要的濾波器元器件的數(shù)值。這些參數(shù)包括，鑒相頻率PFD，電荷泵電流Icp，環(huán)路帶寬BW，相位裕度，VCO控制

11、靈敏度Kv，濾波器的形式（有源還是無(wú)源，階數(shù)）。計(jì)算出的結(jié)果往往不是我們?cè)谑忻嫔夏軌蛸I到的元器件數(shù)值，只要選擇一個(gè)最接近元器件的就可以。·通常環(huán)路的帶寬設(shè)置為鑒相頻率的1/10或者1/20。·相位裕度設(shè)置為45度。·濾波器優(yōu)先選擇無(wú)源濾波器。·濾波器開(kāi)環(huán)增益和閉環(huán)增益以及相位噪聲圖之間的關(guān)系。閉環(huán)增益的轉(zhuǎn)折頻率就是環(huán)路帶寬。相位噪聲圖上，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)于相位噪聲曲線的轉(zhuǎn)折頻率。如果設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)噪聲太大，就會(huì)出現(xiàn)頻譜分析儀上看到的轉(zhuǎn)折頻率大于所設(shè)定的環(huán)路帶寬。·· ····問(wèn)題：環(huán)路濾波器采用

12、有源濾波器還是無(wú)源濾波器？·答案：有源濾波器因?yàn)椴捎梅糯笃鞫朐肼暎圆捎糜性礊V波器的PLL產(chǎn)生的頻率的相位噪聲性能會(huì)比采用無(wú)源濾波器的PLL輸出差。因此在設(shè)計(jì)中我們盡量選用無(wú)源濾波器。其中三階無(wú)源濾波器是最常用的一種結(jié)構(gòu)。PLL頻率合成器的電荷泵電壓Vp一般取5V或者稍高，電荷泵電流通過(guò)環(huán)路濾波器積分后的最大控制電壓低于Vp或者接近Vp。如果VCO/VCXO的控制電壓在此范圍之內(nèi)，無(wú)源濾波器完全能夠勝任。·當(dāng)VCO/VCXO的控制電壓超出了Vp，或者非常接近Vp的時(shí)候，就需要用有源濾波器。在對(duì)環(huán)路誤差信號(hào)進(jìn)行濾波的同時(shí)，也提供一定的增益，從而調(diào)整VCO/VCXO控制電

13、壓到合適的范圍。·那么如何選擇有源濾波器的放大器呢？這類應(yīng)用主要關(guān)心一下的技術(shù)指標(biāo)：·低失調(diào)電壓（Low Offset Voltage）      通常小于500µV·低偏流（Low Bias Current）       通常小于50pA·如果是單電源供電，需要考慮使用軌到軌（Rail-to-Rail）輸出型放大器。·這里提供幾種常見(jiàn)的PLL濾波器應(yīng)用放大器的型號(hào)。·AD711/2, AD797, AD820/2,

14、 AD8510/2, AD8605/6, AD8610/20, AD8651/2, OP162/262, OP184/284, OP249, OP27.· ····問(wèn)題：PLL對(duì)于VCO有什么要求？以及如何設(shè)計(jì)VCO輸出功率分配器？·答案：選擇VCO時(shí)，盡量選擇VCO的輸出頻率對(duì)應(yīng)的控制電壓在可用調(diào)諧電壓范圍的中點(diǎn)。選用低控制電壓的VCO可以簡(jiǎn)化PLL設(shè)計(jì)。·VCO的輸出通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻分配網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成功率分配。從VCO的輸出看到電阻網(wǎng)絡(luò)的阻抗為18+(18+50)/(18+50)=52ohm。形成與VCO的輸出阻

15、抗匹配。下圖中ABC三點(diǎn)功率關(guān)系。B，C點(diǎn)的功率比A點(diǎn)小6dB。··如圖是ADF4360-7輸出頻率在850MHz950MHz時(shí)的輸出匹配電路，注意該例是匹配到50歐的負(fù)載。如果負(fù)載是75歐，那么匹配電路無(wú)需改動(dòng)，ADF4360-7的輸出級(jí)為電流源，負(fù)載值的小變動(dòng)不會(huì)造成很大的影響，但要注意差分輸出端的負(fù)載需相等。··ADF4360-7 輸出匹配電路·o 喜愛(ài) 顯示 0 喜歡 (0) o 操作 ··Re: 非常實(shí)用、超詳細(xì)的鎖相環(huán)常見(jiàn)問(wèn)題解答 ··小爬726 2014-6-17 下午3:04 （回復(fù) 小爬

16、726 ） ·問(wèn)題：如何設(shè)置電荷泵的極性？·答案：在下列情況下，電荷泵的極性為正。·o 環(huán)路濾波器為無(wú)源濾波器，VCO的控制靈敏度為正（即，隨著控制電壓的升高，輸出頻率增大）。  在下列情況下，電荷泵的極性為負(fù)。  o 環(huán)路濾波器為有源濾波器，并且放大環(huán)節(jié)為反相放大；VCO的控制靈敏度為正。o 環(huán)路濾波器為無(wú)源濾波器，VCO的控制靈敏度為負(fù)。o PLL分頻應(yīng)用，濾波器為無(wú)源型。即參考信號(hào)直接RF反饋分頻輸入端，VCO反饋到參考輸入的情況。 問(wèn)題：鎖定指示電路如何設(shè)計(jì)？答案：PLL鎖定指示分為模擬鎖定指示和數(shù)字鎖定指示兩種鑒相器和電荷泵

17、原理圖數(shù)字鎖定指示：當(dāng)PFD的輸入端連續(xù)檢測(cè)到相位誤差小于15ns的次數(shù)為3(5)次，那么PLL就會(huì)給出數(shù)字鎖定指示。數(shù)字鎖定指示的工作頻率范圍：通常為5kHz50MHz。在更低的PFD頻率上，漏電流會(huì)觸發(fā)鎖定指示電路；在更高的頻率上，15ns的時(shí)間裕度不再適合。在數(shù)字鎖定指示的工作頻段范圍之外，推薦使用模擬鎖定指示。模擬鎖定指示對(duì)電荷泵輸入端的Up脈沖和Down脈沖進(jìn)行異或處理后得出的脈沖串。所以當(dāng)鎖定時(shí)，鎖定指示電路的輸出為帶窄負(fù)脈沖串的高電平信號(hào)。圖為一個(gè)典型的模擬鎖定指示輸出（MUXOUT輸出端單獨(dú)加上拉電阻的情況）。模擬鎖定指示的輸出級(jí)為N溝道開(kāi)漏結(jié)構(gòu)，需要外接上拉電阻，通常為10K

18、Ohm160kohm。我們可以通過(guò)一個(gè)積分電路（低通濾波器）得到一個(gè)平坦的高電平輸出，如圖所是的藍(lán)色框電路。誤鎖定的一個(gè)條件：參考信號(hào)REFIN信號(hào)丟失。當(dāng)REFIN信號(hào)與PLL頻合器斷開(kāi)連接時(shí)，PLL顯然會(huì)失鎖；然而，ADF41xx系列的PLL，其數(shù)字鎖定指示用REFIN時(shí)鐘來(lái)檢查是否鎖定，如果PLL先前已經(jīng)鎖定，REFIN時(shí)鐘突然丟失，PLL會(huì)繼續(xù)顯示鎖定狀態(tài)。解決方法是使用模擬鎖定指示。當(dāng)VCXO代替VCO時(shí)，PLL常常失鎖的原因。以ADF4001為例說(shuō)明。VCXO的輸入阻抗通常較?。ㄏ鄬?duì)于VCO而言），大約為100kohm。這樣VCXO需要的電流必須由PLL來(lái)提供。PFD=2MHz，

19、Icp=1.25mA，Vtune=4V，VCXO輸入阻抗=100kohm，VCXO控制口電流=4/100k=40uA。在PFD輸入端，用于抵消VCXO的輸入電流而需要的靜態(tài)相位誤差16ns>15ns，所以，數(shù)字鎖定指示為低電平。解決方法1，使用模擬鎖定指示。解決方法2，使用更高的電荷泵電流來(lái)減小靜態(tài)相位誤差。增大環(huán)路濾波器電容，使放電變緩。 問(wèn)題：PLL對(duì)射頻輸入信號(hào)有什么要求？答案：頻率指標(biāo)：可以工作在低于最小的射頻輸入信號(hào)頻率上，條件是RF信號(hào)的Slew Rate滿足要求。例如，ADF4106數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定最小射頻輸入信號(hào)500MHz，功率為-10dBm，這相應(yīng)于峰峰值為20

20、0mV，slew rate=314V/us。如果您的輸入信號(hào)頻率低于500MHz，但功率滿足要求，并且slew rate大于314V/us，那么ADF4106同樣能夠正常工作。通常LVDS驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)換速率可以很容易達(dá)到1000V/us。Slew Rate = dv/dt | max= 2 * pi * f * Vp = 314V/us 問(wèn)題：PLL芯片對(duì)電源的要求有哪些？答案：要求PLL電源和電荷泵電源具有良好的退耦，相比之下，電荷泵的電源具有更加嚴(yán)格的要求。具體實(shí)現(xiàn)如下：在電源引腳出依次放置0.1µF，0.01µF，100pF的電容。最大限度濾除電源線上的干擾。

21、大電容的等效串聯(lián)電阻往往較大，而且對(duì)高頻噪聲的濾波效果較差，高頻噪聲的抑制需要用小容值的電容。下圖可以看到，隨著頻率的升高，經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)折頻率后，電容開(kāi)始呈現(xiàn)電感的特性。不同的電容值，其轉(zhuǎn)折頻率往往不同，電容越大，轉(zhuǎn)折頻率越低，其濾除高頻信號(hào)的能力越差。另外在電源線上串聯(lián)一個(gè)小電阻（18ohm）也是隔離噪聲的一種常用方法。 問(wèn)題：內(nèi)部集成了VCO的ADF4360-x，其VCO中心頻率如何設(shè)定？答案：VCO的中心頻率由下列三個(gè)因素決定。1. VCO的電容CVCO2. 由芯片內(nèi)部Bond Wires引入的電感LBW3. 外置電感LEXT。即其中前2項(xiàng)由器件決定，這樣只要給定一個(gè)外置電感，

22、就可以得到VCO的輸出中心頻率。VCO的控制靈敏度在相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)上給出。作為一個(gè)例子，圖2和圖3給出了ADF4360-7的集成VCO特性。圖2 ADF4360-7 VCO輸出中心頻率與外置電感的關(guān)系圖3 ADF4360-7 VCO的靈敏度與外置電感的關(guān)系電感的選取，最好選用高Q值的。Coilcraft公司是不錯(cuò)的選擇。市面上常見(jiàn)的電感基本在1nH以上。更小的電感可以用PCB導(dǎo)線制作。這里給出一個(gè)計(jì)算PCB引線電感的簡(jiǎn)單公式，如圖4所示。圖4 導(dǎo)線電感的模型 問(wèn)題：鎖相環(huán)輸出的諧波？答案：一般地，鎖相環(huán)的輸出都會(huì)包含基波的諧波分量。下圖為ADF4360-7輸出400MHz時(shí)的2nd，

23、3rd和4th諧波分量，在芯片資料中一般都會(huì)給出這些指標(biāo)。因?yàn)榕c基波離得比較遠(yuǎn)，所以用一個(gè)低通濾波器就可以很好地濾除掉。o 喜愛(ài) 顯示 0 喜歡 (0) o 操作 ··Re: 非常實(shí)用、超詳細(xì)的鎖相環(huán)常見(jiàn)問(wèn)題解答 ··小爬726 2014-6-17 下午3:07 （回復(fù) 小爬726 ） ·問(wèn)題：鎖相環(huán)系統(tǒng)的相位噪聲來(lái)源有哪些？減小相位噪聲的措施有哪些？·答案：參考晶振（TCXO，VCXO）和R分頻，PLL電荷泵，壓控振蕩器（VCO），N分頻。鎖相環(huán)系統(tǒng)的相位噪聲來(lái)源于四個(gè)部分，參考輸入，反饋分頻1/N，電荷泵，VCO。這四部分貢獻(xiàn)項(xiàng)可

24、以用公式來(lái)表示。···鎖相環(huán)相位噪聲貢獻(xiàn)項(xiàng)模型·對(duì)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)閉環(huán)增益為低通特性，所以在環(huán)路帶寬內(nèi)，參考輸入的相位噪聲和N分頻的噪聲占很大比例（所以相同的輸出頻率，通過(guò)改變鑒相頻率的方法并不會(huì)改善帶內(nèi)的相噪，因?yàn)閰⒖荚床⑽醋兓?。同樣?duì)Scp2來(lái)說(shuō)，它對(duì)系統(tǒng)的相位噪聲的影響也取決于系統(tǒng)的閉環(huán)增益，與前面第一項(xiàng)的不同之處是，它還受限于電荷泵的增益Kd ，所以在環(huán)路的帶寬內(nèi)，電荷泵的相位噪聲也很重要。對(duì)Svco2 項(xiàng)來(lái)說(shuō)，它對(duì)系統(tǒng)的相位噪聲的影響取決于，而的幅頻特性為高通，所以在環(huán)路帶寬內(nèi)VCO的貢獻(xiàn)項(xiàng)可以忽略不計(jì)。如下圖所示。·綠色線為參考源的相位

25、噪聲，綠色虛線代表經(jīng)過(guò)低通后的相位噪聲。紅色實(shí)線為VCO的相位噪聲，虛線是經(jīng)過(guò)高通濾波器后的相位噪聲。粉紅色實(shí)線是PLL（鑒相器和電荷泵）的相位噪聲，粉色虛線是經(jīng)過(guò)低通濾波器的相位噪聲。黑色實(shí)線為合成的相位噪聲輸出。··減小相位噪聲的措施：·（1）增大鑒相頻率（N變?。?#183;（2）縮小環(huán)路帶寬（限制噪聲）·（3）增大電荷泵電流（Kd）·（4）參考晶振選用更低噪聲的產(chǎn)品。·如果在頻譜分析儀上測(cè)出的單邊帶相位噪聲曲線的轉(zhuǎn)折頻率大于設(shè)計(jì)的環(huán)路帶寬，說(shuō)明系統(tǒng)的噪聲太大，應(yīng)該檢查參考晶振，電荷泵的電流，PLL Core Power Lev

26、el。· ····問(wèn)題：為何我測(cè)出的相位噪聲性能低于ADISimPLL仿真預(yù)期值？·答案：目前的PLL集成芯片所能達(dá)到的相位噪聲基底大概為-216dBc/Hz。新推出的PLL該性能可能會(huì)更低。他們能夠綜合出低相噪的頻率。然而要真正實(shí)現(xiàn)低相噪的頻率，需要考慮很多的因素。ADISimPLL提供了預(yù)計(jì)相位噪聲的一種方法，但是，這種預(yù)測(cè)，是在下列條件下進(jìn)行的：·o PLL芯片工作的電源紋波足夠低-不會(huì)惡化噪聲基底。o PLL芯片的RF反饋輸入（VCO的輸出）具有合適的驅(qū)動(dòng)能力，-不容許計(jì)數(shù)器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。o PLL芯片的REF

27、參考輸入具有合適的驅(qū)動(dòng)能力，-不容許參考計(jì)數(shù)器錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。o PLL環(huán)路濾波器的電阻不會(huì)增加任何額外的噪聲，-不高于熱（Johnson）噪聲。o VCO的工作電壓紋波足夠小，-不會(huì)惡化由于頻率牽引引起的相位噪聲。o 環(huán)路濾波器屏蔽足夠好，-VCO的控制線上不會(huì)串入其他干擾信號(hào)。o 環(huán)路濾波器布局布線良好，-防止出現(xiàn)來(lái)源于數(shù)字電路的窄脈沖出現(xiàn)在濾波器輸入端并直接耦合到輸出端。  實(shí)際的情況往往是：  o PLL或者VCO的電源直接來(lái)源于三端穩(wěn)壓器件。如果對(duì)指標(biāo)要求不是很嚴(yán)格，這樣的條件下也許能夠正常工作，但是噪聲太大的電源難以使低噪聲的PLL達(dá)到低噪聲的要求。o PLL附近存在

28、數(shù)字電路，這是寬帶噪聲源，尤其是PLL與數(shù)字電路共用電源的情況下。o 電源退耦不夠。o 電路設(shè)計(jì)匹配不好，尤其是射頻輸入口。o 電路板布局布線問(wèn)題。鎖相環(huán)系統(tǒng)的雜散來(lái)源有哪些？減小雜散的措施有哪些？  來(lái)源  1. PLL本身引入的雜散。以鑒相頻率為間隔的雜散，這時(shí)鎖相環(huán)中最常見(jiàn)的雜散信號(hào)。來(lái)源于電荷泵的漏電流，電荷泵源電流和匯電流及其失配。小數(shù)分頻鎖相環(huán)的固有雜散。2. 外界串?dāng)_引入的雜散這些串?dāng)_包括工頻干擾，計(jì)算機(jī)顯示器行頻，場(chǎng)頻干擾，手機(jī)，附近功率放大器。參考晶體（晶振）串?dāng)_。  措施  1. 良好的電源退耦2. 良好的布局布線3. 環(huán)路濾波器的階

29、數(shù)更高，帶寬更窄。4. 提高鑒相頻率，使得參考雜散落在環(huán)路帶寬以外。5. 本振源板加屏蔽殼以屏蔽外界串?dāng)_問(wèn)題：鎖相環(huán)鎖定時(shí)間取決于哪些因素？如何加速鎖定？答案：定性分析：設(shè)初始頻率f1，終止頻率f2，頻率跳變量fjump=|f1-f2|，頻率鎖定誤差容限ftol，環(huán)路帶寬BW。鎖定時(shí)間LT。環(huán)路帶寬直接決定了鎖定時(shí)間。環(huán)路帶寬越大，鎖定時(shí)間越短，反之，鎖定時(shí)間越長(zhǎng)。頻率跳變的大小決定鎖定時(shí)間。頻率跳變?cè)酱?，鎖定時(shí)間越長(zhǎng)，反之，越短。但是應(yīng)該指出，如果頻率跳變量和頻率誤差按等比例變化，那么鎖定時(shí)間相等。最佳鎖定時(shí)間LT需要4548度的相位裕度。所定時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)公式：加速環(huán)路鎖定的方法：（1）增大環(huán)

30、路帶寬。環(huán)路帶寬與鎖定時(shí)間是一對(duì)矛盾。設(shè)計(jì)工程師需要對(duì)其作出折衷選擇。增大環(huán)路帶寬，同時(shí)意味著降低了對(duì)雜散信號(hào)的衰減，增大了相位噪聲。如果增大環(huán)路帶寬到大于鑒相頻率的五分之一，環(huán)路可能變得不穩(wěn)定，并導(dǎo)致徹底失鎖。（2）增大鑒相頻率。鑒相頻率決定了反饋分頻和參考頻率的比較速度，從而加快了電荷泵對(duì)環(huán)路濾波器的充放電，到達(dá)預(yù)定的控制電壓，有效減小鎖定時(shí)間。需要注意的是，鑒相頻率的增大，往往意味著需要增加環(huán)路帶寬。（3）采用兩個(gè)鎖相環(huán)，乒乓式工作。兩個(gè)頻率之間采用高速開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。（4）采用具有快速鎖定能力的鎖相環(huán)產(chǎn)品：ADF4193，其鎖定時(shí)間可以滿足GSM基站的要求（20us）。（5）另外，環(huán)路濾

31、波器的電容（尤其是C2的影響），請(qǐng)選用低介電吸收（Dielectric Absorption）（DA）的電容，如介質(zhì)為聚丙烯材料的電容，其DA典型值為0.001%0.02%。（6）避免控制電壓工作在地和電荷泵電壓Vp附近。相應(yīng)于輸出頻率的控制電壓最好在Vp/2附近。 問(wèn)題：為何我的鎖相環(huán)在做高低溫試驗(yàn)的時(shí)候，出現(xiàn)頻率失鎖？答案：高低溫試驗(yàn)失敗，可以從器件的選擇上考慮，鎖相環(huán)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)上的器件高低溫失效都有可能導(dǎo)致鎖相環(huán)失鎖。先從PLL頻率合成器的外圍電路逐個(gè)找出原因，如參考源（TCXO，）是否在高低溫試驗(yàn)的范圍之內(nèi)？ADFxxxx系列產(chǎn)品的溫度范圍為-40+85度。

32、 問(wèn)題：非跳頻（單頻）應(yīng)用中，最高的鑒相頻率有什么限制？答案：如果是單頻應(yīng)用，工程師都希望工作在很高的鑒相頻率上，以獲得最佳的相位噪聲。數(shù)據(jù)手冊(cè)都提供了最高鑒相頻率的值，另外，只要寄存器中B > A，并且B > 2，就可能是環(huán)路鎖定。通常最高頻率的限制是：/p>這里P為預(yù)分頻計(jì)數(shù)器的數(shù)值。ADF4xxx產(chǎn)品的預(yù)分頻值最小可以到8/9，容許他們工作在較高的鑒相頻率上。 問(wèn)題：頻繁地開(kāi)關(guān)鎖相環(huán)芯片的電源會(huì)對(duì)鎖相環(huán)有何影響？答案：不建議頻繁地開(kāi)關(guān)鎖相環(huán)的電源，這可能會(huì)使芯片暫時(shí)進(jìn)入一種不穩(wěn)定的電源狀態(tài)（下電時(shí)電容瀉放電荷不充分，上電時(shí)電容充電不充分），從而導(dǎo)致鎖

33、相環(huán)不能鎖定。如果產(chǎn)品要求如此，則可使用芯片資料中提到的“CE pin method”來(lái)對(duì)芯片進(jìn)行上電和下電。 問(wèn)題：您能控制PLL芯片了么？，R分頻和N分頻配置好了么？答案：檢查方法，Power Down觀測(cè)電流變化，MUXOUT引腳觀測(cè)內(nèi)部信號(hào)，如VDD，GND，R分頻輸出，N分頻輸出，等等。時(shí)序要正確?？刂齐娖揭嫒?。這一步是基礎(chǔ)。SPI口可以用MCU，DSP，或者FPGA提供。 問(wèn)題：您的晶振輸出功率有多大？VCO的輸出功率有多大？答案：功率要滿足輸入靈敏度的要求。參考計(jì)數(shù)器和反饋計(jì)數(shù)器不會(huì)錯(cuò)誤工作。返回頂部問(wèn)題：您的PFD鑒相極性是正還是負(fù)？答案：具體設(shè)置詳見(jiàn)鑒相

34、器極性設(shè)置。（在ADF4113HV中關(guān)于鑒相器極性的描述有誤，鑒相器極性位應(yīng)該是1表示正，0表示負(fù)）o 喜愛(ài) 顯示 0 喜歡 (0) o 操作 ··Re: 非常實(shí)用、超詳細(xì)的鎖相環(huán)常見(jiàn)問(wèn)題解答 ··小爬726 2014-6-17 下午3:09 （回復(fù) 小爬726 ） ·問(wèn)題：您的VCO輸出頻率是在哪一點(diǎn)？最低頻率？最高頻率？還是中間的某一點(diǎn)？VCO的控制電壓有多大？·答案：確保VCO的控制電壓在預(yù)期的范圍之內(nèi)。· ····問(wèn)題：您的PLL環(huán)路帶寬和相位裕度有多大？·

35、答案：為了使鎖相環(huán)易于鎖定，開(kāi)始可以設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)路帶寬等于鑒相頻率1/10的低通濾波器，環(huán)路鎖定后，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)到更窄的環(huán)路上。45度的相位裕度，可以確保環(huán)路是穩(wěn)定的。· ····問(wèn)題：評(píng)價(jià)PLL頻率合成器噪聲性能的依據(jù)是什么？·答案：PLL頻率合成器的噪聲基底（Phase Noise Figure of Merit）（）是一個(gè)重要依據(jù)。該指標(biāo)是將鑒相頻率，反饋分頻系數(shù)歸一化后的相位噪聲指標(biāo)。·PLL頻率合成器輸出的相位噪聲與鑒相頻率以及反饋分頻系數(shù) 之間的關(guān)系是··改寫(xiě)該方程，·&#

36、183;我們可以從噪聲基底得出期望輸出頻率的帶內(nèi)相位噪聲。·另外，電荷泵三態(tài)輸出時(shí)的漏電流是評(píng)價(jià)鑒相頻率較低時(shí)雜散性能的一個(gè)指標(biāo)。ADF4xxx系列PLL產(chǎn)品的漏電流典型值為1nA。· ····問(wèn)題：小數(shù)分頻的鎖相環(huán)雜散的分布規(guī)律是什么？·答案：小數(shù)分頻的鎖相環(huán)由于應(yīng)用在工作的鑒相頻率較高，所以其參考雜散也會(huì)分布到偏離載波很遠(yuǎn)的位置上，環(huán)路濾波器可以進(jìn)行有效抑制。所以在實(shí)際使用中，這種參考雜散可以不予考慮。但是由于反饋中引入了小數(shù)，特定的小數(shù)部分也會(huì)引起相應(yīng)的雜散。其分布規(guī)律如下。設(shè)小數(shù)部分的分母為DEN：

37、3;（1）一階分?jǐn)?shù)雜散。最大的雜散為分子為1或者DEN-1，其次，第二大雜散為和，再次，第三雜散的分子為和，注意，如果正好為整數(shù)，那么分子為和處的雜散為0。·（2）二階分?jǐn)?shù)雜散。最大雜散分布在分子為2和DEN-2處。·（3）高(K)階分?jǐn)?shù)雜散。最大雜散分布在分子為(K)和DEN-K處。·注：這里FLOOR是去小數(shù)取整的意思。 階雜散分布在偏離中心頻率處。· ····問(wèn)題：到底用小數(shù)分頻好還是整數(shù)分頻好？·答案：從相噪性能上看，小數(shù)分頻鎖相環(huán)可以工作在較高的鑒相頻率，分頻系數(shù)N小，在較小信道間隔的

38、應(yīng)用中，與整數(shù)分頻的鎖相環(huán)相比，可以獲得較好的帶內(nèi)相位噪聲。這時(shí)，小數(shù)分頻的鎖相環(huán)是首選。但是如果是單頻或者信道間隔很大（>幾百kHz）的應(yīng)用，小數(shù)分頻的這種低相噪優(yōu)勢(shì)并不明顯。整數(shù)分頻的鎖相環(huán)同樣可以達(dá)到高鑒相頻率，低相噪的目的，甚至?xí)^(guò)小數(shù)分頻的鎖相環(huán)。另外也需要考慮由于采用了雜散補(bǔ)償電路，所以該電路會(huì)增加環(huán)內(nèi)的相位噪聲。·從雜散性能上看，在較小的信道間隔（<10kHz）上，小數(shù)分頻鎖相環(huán)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于整數(shù)分頻鎖相環(huán)，原因是，較小的鑒相頻率條件下，由電荷泵漏電流引起的雜散較大。在較大的信道間隔（>1MHz）上，小數(shù)分頻的鎖相環(huán)的雜散性能也會(huì)比整數(shù)分頻的鎖相環(huán)好。在中

39、等的信道間隔（10kHz，1MHz）上，二者表現(xiàn)出差不多的雜散性能。一個(gè)通用的規(guī)則是，在200kHz的信道間隔以下，小數(shù)分頻的雜散性能優(yōu)于整數(shù)分頻。小數(shù)分頻的鎖相環(huán)需要良好的頻率規(guī)劃，以避開(kāi)大的雜散出現(xiàn)。所以使用起來(lái)，難度較大。整數(shù)分頻的鎖相環(huán)就沒(méi)有這種限制，容易使用。·從鎖定時(shí)間上來(lái)講，小數(shù)分頻鎖相環(huán)通常比整數(shù)分頻的鎖相環(huán)快。·小數(shù)分頻鎖相環(huán)因?yàn)樾枰~外的雜散補(bǔ)償，需要更大的功耗。·小數(shù)分頻鎖相環(huán)相比整數(shù)分頻，價(jià)格較高。· ····問(wèn)題：ADI提供的鎖相環(huán)仿真工具ADISimPLL支持哪些芯片，有什么優(yōu)點(diǎn)？·答案：ADISimPLL目前的版本為3.0。支持所有ADFxxx系列的鎖相環(huán)產(chǎn)品，包括獨(dú)立的PLL頻率合成器和短程無(wú)線收發(fā)模塊ADF70xx系列產(chǎn)品。還沒(méi)有提供DDS和PLL混合產(chǎn)品（如AD9956，AD9858）的模型。·優(yōu)點(diǎn)：ADISimPLL大大簡(jiǎn)化了鎖相環(huán)設(shè)計(jì)，這要輸入給定條件下的參數(shù)（參考輸入頻率，鑒相頻率，輸出頻率，VCO控制靈敏度，環(huán)路帶寬，相位裕度，鎖定指示方式，環(huán)路濾波器的類型等），ADISimPLL就可以方便的計(jì)算出環(huán)路濾波器的參數(shù)值。設(shè)計(jì)工程師只