主要内容

简单锁相环模型的设计与评价

此示例演示如何使用参考体系结构设计简单锁相环(PLL),并使用PLL测试台对其进行验证。

PLL是一种频率合成器系统,它产生的输出信号的相位取决于其输入信号的相位。最简单的形式是,PLL由相位/频率检测器(PFD)、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器(VCO)组成,以及反馈回路中的时钟分频器。PFD和电荷泵共同产生与其两个输入信号的相位差成比例的误差信号。环路滤波器去除驱动VCO的误差信号的高频分量。VCO的输出通过时钟分频器馈送至PFD的输入,从而产生负反馈回路。

混合信号块集™ 提供参考架构以设计简单的PLL模型和测试台,以验证所设计的模型符合设计规范。

建立锁相环测试台模型

打开模型单纯形作为支持文件附加到此示例。该模型由一个带单模预分频器的整数N万博1manbetx锁相环和一个锁相环测试台组成。

开放式系统('simplepl.slx')

锁相环规格和损伤

使用的数据表Skyworks SKY73134-11设计锁相环系统锁定在2.8GHz。

双击Integer N PLL with Single Modules Prescaler块以打开块参数对话框,并验证这些设置:*检查是否在PFD电荷泵选项卡。*在电荷泵选项卡,该输出电流设置为2.7妈,这个死区补偿输入阈值参数保持为默认值。

  • 压控振荡器选项卡,该压控振荡器灵敏度设置为20兆赫/伏自由运行频率略低于目标锁定频率,并设置为2.78千兆赫相位噪声频率偏移设置为[100e3 1e6 3e6 10e6]赫兹和相位噪声级(dBc/Hz)设置为[−108−134−145−154]dBc/Hz。

  • 考虑到PLL的参考输入频率是1.6兆赫时钟分频器值最小时钟分频器值预分频器选项卡设置为$$\frac{2\ldotp 8\textrm{e9}{1\ldotp 6\textrm{e6}}=1750$.

  • 环路滤波器选项卡,该环路带宽设置为160kHz,参考输入频率的1/10。相位裕度保持为默认的45度。筛选组件值是自动计算的。

  • 分析两个都是开环分析闭环分析已选择绘图。

绘制预模拟PLL环路动力学图

点击绘图循环动力学按钮查看预模拟结果并评估系统的稳定性。

闭环分析包括零极点图、幅值响应、阶跃响应和脉冲响应。系统的3-dB带宽为288.51千赫。系统稳定。

开环分析包括PLL系统的Bode图。相位裕度为44.1度,单位增益频率为159.9千赫。

改进锁相环相位噪声测试台

双击PLL测试台以打开“块参数”对话框并验证这些设置:*在刺激选项卡中,PLL的输入信号定义为1.6兆赫。

  • 安装程序tab,检查相位噪声选择测量选项。操作频率锁定时间测量选项被取消选择。设定分辨率带宽50千赫,光谱平均数4.拖延时间1.5e-5s

  • 目标指标选项卡,设置相位噪声(dBc/Hz)[−108−134−145−154],与PLL相位噪声剖面相同。

绘制锁相环相位噪声剖面图

为以下对象运行模拟:1.35e-4s仿真结果显示在PLL测试台的图标上。在特定频率偏移下测得的相位噪声水平与其目标值一致。

双击PLL测试台块以打开“块参数”对话框。点击绘制相位噪声剖面图按钮锁相环的工作频率为2.8GHz,并且测量的相位噪声剖面与目标剖面匹配。

参考文献

1.Skyworks SKY73134-11

另见

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