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基于PLL技術的電源管理設計

作者: 時間:2011-10-26 來源:網(wǎng)絡 收藏

摘要

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/178490.htm

  鎖相環(huán)()是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本構建模塊s通常用在無線電接收機或發(fā)射機中,主要提供本振(LO)功能;也可用于時鐘信號分配和降噪,而且越來越多地用作高采樣速率模數(shù)或數(shù)模轉換的時鐘源。由于每一代的噪聲性能都在改善,因此噪聲的影響變得越來越明顯,某些情況下甚至可限制噪聲性能。

  本文討論圖1所示的基本PLL方案,并考察每個構建模塊的要求。

顯示各種電源管理要求的基本鎖相環(huán)

圖1.顯示各種要求的基本鎖相環(huán)

  PLL中,反饋控制環(huán)路驅動電壓控制振蕩器(VCO),使振蕩器頻率(或相位)精確跟蹤所施加基準頻率的倍數(shù)。許多優(yōu)秀的參考文獻 (例如Best的鎖相環(huán)1),解釋了PLL的數(shù)學分析;ADI的ADIsimPLL?等仿真工具則對了解環(huán)路傳遞函數(shù)和計算很有幫助。下面讓我們依次考察一下PLL構建模塊。

  VCO和VCO推壓

  電壓控制振蕩器將來自鑒相器的誤差電壓轉換成輸出頻率。器件增益定義為KVCO,通常以MHz/V表示。電壓控制可變電容二極管(變容二極管) 常用于調節(jié)VCO內的頻率。VCO的增益通常足以提供充分的頻率覆蓋范圍,但仍不足以降低相位噪聲,因為任何變容二極管噪聲都會被放大KVCO倍,進而增加輸出相位噪聲。

  多頻段集成VCO的出現(xiàn),例如用于頻率合成器ADF4350的集成VCO,可避免在KVCO與頻率覆蓋范圍間進行取舍,使PLL人員可以使用包含數(shù)個中等增益VCO的IC以及智能頻段切換程序,根據(jù)已編程的輸出頻率選擇適當?shù)念l段。這種頻段分割提供了寬廣的總體范圍和較低噪聲。

  除了需要從輸入電壓變化轉換至輸出頻率變化(KVCO)外,電源波動也會給輸出頻率變化帶來干擾成分。VCO對電源波動的靈敏度定義為VCO 推壓(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,對于高增益VCO,推壓效應增大,VCO電源的噪聲貢獻就更加舉足輕重。

  VCO推壓的測量方法如下:向VTUNE引腳施加直流調諧電壓,改變電源電壓并測量頻率變化。推壓系數(shù)是頻率變化與電壓變化之比,如表1所示,使用的是ADF4350 PLL.

表1. ADF4350 VCO推壓測

  參考文獻2中提到了另一種方法:將低頻方波直流耦合至電源內,同時觀察VCO頻譜任一側上的頻移鍵控 (FSK)調制峰值(圖2)。峰值間頻率偏差除以方波幅度,便得出VCO推壓系數(shù)。該測量方法比靜態(tài)直流測試更精確,因為消除了與直流輸入電壓變化相關的任何熱效應。圖2顯示ADF4350 VCO輸出在3.3 GHz、對標稱3.3 V電源施加10 kHz、0.6 V p-p方波時的頻譜分析儀曲線圖。對于1.62 MHz/0.6 V或2.7 MHz/V的推壓系數(shù),最終偏差為3326.51 MHz – 3324.89 MHz = 1.62 MHz.該結果可與表1中的靜態(tài)測量 2.3 MHz/V比較。

圖2.ADF4350 VCO通過10kHz、0.6v p-p方波響應


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