改善分数分频锁相环合成器中的整数边界杂散状况

您曾设计过具有分数频率合成器的锁相环(pll)吗?这种合成器在整数通道上看起来很棒,但在只稍微偏离这些整数通道的频率点上杂散就会变得高很多,是吧?如果是这样的话,您就已经遇到过整数边界杂散现象了 —— 该现象发生在载波的偏移距离等于到最近整数通道的距离时。
例如,若是鉴相器频率为100mhz,输出频率为2001mhz,那么整数边界杂散将为1mhz的偏移量。在这种情况下,1mhz还是可以容忍的。但当偏移量变得过小,却仍为非零值时,分数杂散情况会更加严重。
采用可编程输入倍频法来减少整数边界杂散
可编程倍频器的理念是让鉴相器频率发生位移,这样压控振荡器(vco)频率就能远离整数边界。考虑一下用20mhz的输入频率生成540.01mhz的输出频率,如图1所示。该器件具有一个输出分频器(在vco之后),但输出频率和vco频率都接近20mhz的整数倍。这种设置将迫使任何pll产生分数杂散。
图1:整数边界杂散示例
如果该器件具有一个可编程输入倍频器,那么图2中所示的配置就是可行的。
图2:用可编程倍频器来避开整数边界
图3展示了内部倍频器的神奇效果。当然,整数边界杂散有多种发生机制,很难完全消除它们。但这种方法可减少整数边界杂散及其产生的其它杂散。
图3中的“杂散消失”路径展示了使用该可编程倍频器的效果。100khz频率下的整数边界杂散大约减少了9db,同时还大大减少了50khz和10khz频率下的其它杂散。
图3:使用和不用可编程倍频器时的杂散比较
本文中列举的示例都采用了ti的lmx2571合成器 —— 该器件包含一个无需外部组件的可编程倍频器。此外,这款合成器还具有39ma的电流消耗、-231dbc/hz的pll相位噪声优值以及10-1344mhz的连续输出频率范围。它能支持陆地移动无线电、软件定义无线电和无线麦克风等应用。


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