枭龙战机

ADI公司锁相环杂散问题

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锁相环中最常见的杂散信号就是参考杂散。有用信号频率从而降低接收机的灵敏度。锁相环中参考源、R分频器、滤波器、压控振荡器、分频器等部分都会产生噪声,相应的就会引入杂散,并且通过环路的传递最终成为输出信号的一部分,但是这其中最大的两个噪声源为输入噪声和VCO相位噪声,实际应用中分频器不能像我们仿真中一样应用一个很良好的除法分频器,而是伴有影响,信号在分频后,噪声就会升高,杂散频率响应的也会发生变化,这样会对输出造成更大的影响。以一个方波为例,在通过分频器后被分为一系列奇次谐波,这是因为奇次谐波的功率与基波相比是与N的平方成反比的,随着频率的上升,N的平方的比率上升,那么奇次谐波附近的杂散将和基波保持相同的大小,这样输出信号的杂散将随着奇次谐波完成频谱上的拓展。因为分频器对相位采样效果的存在,所以输出信号中杂散同样就会残生相应的混叠,这样杂散就会发生改变,但是对于不同频率产生的杂散是不一样的,这里我还没有分析出来这个频率的影响是怎样的,先不多说了。但是在输入端一些高频的杂散可以在分频器的输入端通过滤波器滤除掉。同时锁相环处于锁定状态时,电荷泵会周期性的(频率等于鉴相频率)产生交替变换(正负)脉冲电流给环路滤波器。环路滤波器对其进行积分产生稳定的控制电压。当鉴相频率较低时,由电荷泵的漏电流引起的杂散占主要地位。

当鉴相频率较高时,由电荷泵的交替电流(源电流source I 和汇电流sink I )引起的杂散占主要地位。一般地,若电荷泵漏电流为1nA,电荷泵电流为1mA,电荷泵电流的失配在4%时,

交界频率大约为100k~200kHz。当电荷泵处于三态的时候(绝大部分时间是如此),电荷泵的漏电流是杂散的主要来源。电荷泵漏电流经过环路滤波器形成控制电压,以调谐VCO,这样就相当于对VCO 进行调频(FM),反映在VCO的输出,就会出现杂散信号。电荷泵漏电流越大,鉴相频率越低,这种参考杂散越大。在鉴相频率相等的条件下,电荷泵的漏电流与电荷泵电流的比值越大,由电荷泵漏电流引起的参考杂散会越大。顺便说一下,ADI产品漏电流大部分在1nA左右的水平上。一般情况下,一般我们分析杂散的过程可以这样:先断开环路,外加干净稳定的电源到VCO的控制电压上,看VCO自由振荡有没有杂散频率,仔细看看电源。然后看看分频器出来有没有杂散。参考源有没有被干扰?可以外加参考源看看杂散有没有和参考源有关系。我们在做锁相环中要尽量注意:保证参考源是纯净的。而且电源一定要滤波,尤其是VCO 的电源, 确保电路印制伴接地好。