频率合成器是影响系统指标的原因吗?

我们常说频率合成器常被比作电子系统的“心脏”,那频率合成器是如果影响系统指标的呢?
1.工作原理pll
由鉴相器(pd),环路滤波器(lpf),压控振荡器(vco)三个基本模块组成的一种相位负反馈闭环系统。
1.相位噪声
相位噪声:正弦波瞬时相位φ(t)=ωt+φ(t)=线性相位ωt+随机相位φ(t),随机相位φ(t)的功率谱就是相位噪声谱,归一化后用功率谱密度表示。
相位噪声采用相对值表示:
相位噪声相当于一个噪声源对正弦波进行相位调制,若相位噪声较小,则调相指数(最大相偏)很小,φ(t)的功率谱与正弦波的功率谱相差不太大,所以用频谱分析仪测正弦频谱时,只能大致能观察相位噪声(但不准确,而且频谱分析仪的动态范围偏小)。
相位噪声中,窄带分量就是杂散。
通常我们说相位噪声很重要,那相位噪声如何影响指标,相位噪声又是怎么提出技术要求的呢?
我们经常看到的指标要求
邻信道功率比:≤-60dbc@±12.5khz
邻信选择性:≤-60dbc@±12.5khz
阻塞:≤-90dbc@±1mhz
互调要求:≤-60dbc@±50khz@±100khz
这些指标前文中讲过有一些与系统的线性有关,也与系统的相位噪声相关,那么是怎么与相位噪声有关的呢?
这里我们先提一个概念,倒易混频
正常mixing是拿lo当本振,去变rf的频率。倒易mixing是倒过来拿rf当本振,去变lo的频率。这两种mixing同时存在,只是强弱不同,与rf输入功率和lo远端相位噪声紧密相关。
倒易混频相当于天线端噪底从-174dbm/hz抬高到l(δf)+pi。邻道选择性、阻塞即为倒易混频的一种,相当于抬高底噪。
以邻道选择性为例,根据倒易混频的要求即可算出对相位噪声的要求。
对相位噪声的要求如下:
第1邻道-60dbc@12.5khz要求本振相位噪声必须低于-60-10log(12.5103)-10=-117dbc/hz@12.5khz。
指标换算即为邻道功率比对相位噪声的最低要求,12.5k的相位噪声为环路外噪声,根据频率源的计算公式可知,邻道指标对相位噪声的要求主要由vco的相位噪声决定。在vco的设计时就需要注意相位噪声的要求。同样的对于发射指标-发射邻道抑制可以同样换算出相位噪声的要求。
1.锁定时间
跳频发射机在频率跳变期间留出一定的时间,给频率合成器修改频率。
换频时间是指从频率合成器加载开始,到频率合成器的输出频率锁定,且相位抖动小于一定值(5°)的时间差。
锁相环手册中一般会给出频率切换的时间,如下图所示锁定时间为25us,但是从频率加载的到锁定的时间是多少呢?这个要如何计算?
我们都知道,锁相环的加载是每一个clk送一个数,如果上图锁相环一共有6个寄存器,每个寄存器有32位,clk是5mbps,那么从加载到锁定的时间是:0.2326+25=63.4us,在选择锁相环的时候就可以推算出锁定时间。
1.杂散来源
pll电荷泵存在泄漏:参考频率、鉴相频率、数字时钟干扰等,这些都会以杂散的形式表现。
电源存在纹波,dc-dc共模干扰,放大器产生幅度杂散,vco产生相位杂散。
若fout的n次(主要是2、3次)谐波频率大于fclk/2,就会折叠回0~ fclk/2, 任何fout必有一个影子fclk- fout 。这个称之为整数边界杂散
杂散解决办法
启用δ-∑调制(dither),将杂散能量转换为相位噪声能量,被调制到频率高端,通过低通环路抑制,杂散降低,但相噪变差;
电源:dc-dc开关频率的选择,低噪声ldo的选择;
电源滤波器:抗共模干扰,抑制浪涌;
单元电源:限流,抑制浪涌,限制地电流浪涌;
布局:遵循pcb上噪声分布;
内部干扰:远离dc-dc、数字器件;

苹果iPhone 6与iPhone 6s又出事了, 苹果或全球召回
爱立信在中国“新发展阶段”提速
低损耗柔软射频同轴电缆的参数
让AI学会画手的方法来了,给输入加个buff就能控制生成细节
5G铺设及数据中心建设的加速将同步带动对电信、数通光模块的需求
频率合成器是影响系统指标的原因吗?
基于GPRS及Web服务器技术实现接触网补偿装置远程监控系统设计
ADI:新能源技术引领IC模拟市场革命
小米Note2评测:实用才是硬道理
太赫兹通信和 6G 有何关联?
光纤收发器指示灯含义和问题判断方法
伺服电机与普通电机有什么区别
一文详解单总线通信技术
三星机皇Note9曝光,提前出厂得益于配件厂的立功
电子罗盘详解之原理和特点
表面检测系统可实现快速实时高效率在线检测
陶瓷3D打印用途广泛 精确把控微观组织结构
智能家电产品与智能家居控制系统有什么区别
电梯按需保养是减少维保次数吗?
2018年区块链数字资产交易系统开发海南真的要支持数字货币交易了