今天谈谈锁相环吧

原创 加油射频工程师 2022-05-11 12:40


加油射频工程师

以写养学,分享所学知识

 

锁相环用处多多,在数字电路中,被称之为时钟,为各个器件提供基准;在射频电路中,我们称之本振,没有它,混频器可是工作不了的哇。

既然,锁相环这么重要,我们就来聊聊它吧。

 


如上面这幅图,就是锁相环的原理图。压控振荡器的输出信号经过分频器,然后鉴相器比较参考时钟和该输出信号的相位,产生相位差信号。相位差通过电荷泵以及环路滤波器以后,产生电压信号,控制压控振荡器。

 

锁相环,本质上是一个负反馈系统。实际输出频率与设定频率有偏差---à偏差通过反馈通路进入输入端----à偏差被纠正-----à锁定在我们设置频率。

  

锁相环的指标主要有:

相位噪声,锁定时间,输出频率范围以及杂散。

 

相位噪声,是我们射频人员经常使用的指标;对于数字硬件设计人员,则采用时钟抖动来衡量。两者是对本振同一指标的不同称呼,一个是频域的,一个为时域的。

在通信中,本振的相位噪声在接收机中会导致互易混频,进而影响接收机的抗干扰性能。

 

现在的锁相环技术已经比较成熟,而且厂家越来越倾向于把VCO亦集成在内,减少设计的复杂度。现在,如果你买的是PLL芯片,那只包括鉴相器和分频器;如果已经集成VCO,厂家一般称之为Synthesizer.

 

而且各大锁相环厂家都提供自己的锁相环仿真工具。所以即使你从来没有设计过锁相环的人,借助这些工具,一般也能把锁相环调的七七八八吧。所以,随着技术的发展,减轻了设计人员的工作量,但同时,也给设计人员带来了危机感。

不过,想想各行各业都是如此。昨天,用google翻译翻了一大段英文,发现人家翻的超准确,这让翻译家们是不是也有危机感(不过,放到某度上的话,翻译出来的就不能看了)

 

看看TI的芯片,10MHz~19GHz,输出频率范围、锁定时间、相噪、频率分辨率都完美,杂散未知,就是功耗高点。


看了,是不是觉着….,一言难尽。我是不是得准备好摊煎饼的手艺,坐等去开店哇。


文献:

【1】张刚 编著 CMOS集成锁相环电路设计


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文章来自公众号:加油射频工程师


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