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ADI锁相环问题总结

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因为有源滤波器因为采用放大器而引入噪声,所以有源滤波器的PLL产生的频率的相位噪声性能会比采用无源滤波器的PLL输出差。因此在设计中ADI公司的环路滤波器一般都会选择选用无源滤波器。在无源滤波器中,三阶无源滤波器是最常用的一种结构。PLL频率合成器的电荷泵电压Vp 一般取5V 或者稍高,电荷泵电流通过环路滤波器积分后的最大控制电压低于Vp或者接近Vp。如果VCO/VCXO 的控制电压在此范围之内,无源滤波器完全能够胜任。但是当VCO/VCXO 的控制电压超出了Vp,或者非常接近Vp的时候,就需要用有源滤波器。在对环路误差信号进行滤波的同时,也提供一定的增益,从而调整VCO/VCXO 控制电压到合适的范围。需要增益,就需要放大器,ADI公司在放大器领域也有很多很好的元器件,比如AD711/2, AD797, AD820/2, AD8510/2这些都是在PLL滤波器应用中很常用的。

根据PLL的特点,选择VCO 时,尽量选择VCO 的输出频率对应的控制电压在可用调谐电压范围的中点。所以如果选用低控制电压的VCO 就可以大大的简化PLL设计。

VCO 的输出通过一个简单的电阻分配网络来完成功率分配。从VCO 的输出看到电阻网络的阻抗为18+(18+50)//(18+50)=52ohm。形成与VCO 的输出阻抗匹配。下图中ABC 三点功率关系。B,C 点的功率比A点小6dB。


下图是ADF4360-7 输出频率在850MHz~950MHz 时的输出匹配电路,注意该例是匹配到50 欧的负载。如果负载是75 欧,那么匹配电路无需改动,ADF4360-7 的输出级为电流源,负载值的小变动不会造成很大的影响,但要注意差分输出端的负载需相等。


此外,电荷泵的极性的正负也是一个很重要的问题。一般情况下,当环路滤波器为无源滤波器,VCO 的控制灵敏度为正(即,随着控制电压的升高,输出频率增大)。但是在1、环路滤波器为有源滤波器,并且放大环节为反相放大;VCO 的控制灵敏度为正;2、环路滤波器为无源滤波器,VCO 的控制灵敏度为负;3、PLL分频应用,滤波器为无源型。即参考信号直接RF反馈分频输入端,VCO 反馈到参考输入的情况。这三种情况下,电荷泵的极性为负。