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锁相环的环路滤波器电路

环路滤波器电路设计

 

无源环路滤波器

-线性

-没有额外的噪音贡献

-无法在直流上产生极点(CP PLL除外)

 

有源环路滤波器

-可以在直流上实现极点

-灵活选择R,C值 –可以降低C

-放大器产生的噪声

-增益带宽限制 –功耗

 

LPF 设计案例:

以100MHz频率步进计算C1,C2 和 R 使得建立时间小于150μs, 所需的最大频率误差为100Hz。

 

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图 1 LPF 设计案例

 

首先从建立时间要求中获得固有频率

LPF_08a

然后

LPF_08

环路滤波器设计案例:

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可以工作吗?为什么?

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图 2 锁相环电路结构

 

环路滤波器电路设计:

图 3  行为仿真

 

放置PLL的第三极

第三极可进一步抑制带外噪声和杂散

由于高阶极点,相位裕度降低

并联电容在 LPF 中的另一个作用:

实践中由于电压饱和,很少使用二阶PLL

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图 4 PLL的第三极

 

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图 5 并联电容

 

放置PLL的第四极

通常需要四阶 PLL来进一步减少杂散或

抑制分数N合成器中的量化噪声

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图 6 PLL的第四极

 

四阶极点的另一个作用:

电阻可在LC VCO与LPF之间提供反向

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图 7  噪声隔离

 

环形VCO中放置第四极

使用环形VCO时,通常会在 V-到-I 内部创建第四极

–可以最靠近 VCO 芯

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图 8 环形VCO中放置第四极

 

高阶极点

有源环路滤波器

-可以在直流上实现极点

-灵活选择R,C值 –可以降低C

-放大器产生的噪声

-增益带宽限制 –功耗

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图 9  类型1,两阶 PLL

 

恒定 PD 增益

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图 10 怎样降低 VCO 增益变化

 

用电路硬件监控 VCO 控制电压

要监控VCO控制电压或测量V-F特性,测量C1电压而不是 VCO 输入电压(为什么?)

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图 11 监控VCO控制电压

 

N阱中的N型场效应管–累积型可变电容

提供单调电容变化

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图 12 一般 MOS 电容 累积型电容

 

本案例电路

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图 13 本案例电路结构图

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图 14 本案例电路原理图

 

Posted in CMOS模拟集成电路