咨詢熱線:021-51095123
網站公告:
新聞資訊
服務熱線

24小時全國服務熱線

021-51095123

如果您有任何疑問或是問題,請隨時與我們聯系

查看聯系方式>>
行業動態 當前位置:主頁 > 新聞資訊 > 行業動態 >

鎖相環電路的直流電源設計

文章來源:穩壓電源公司,時間:2017-09-01 15:57    點擊量:

    鎖相環電路的直流電源設計摘要鎖相環(PLL)是現代通信系統的基本構建模塊PLLs 通常用在無線電接收機或發射機中,主要提供"本振"(LO)功能;也可用于時鐘信號分配和降噪,而且越來越多地用作高采樣速率模數或 數模轉換的時鐘源.

鎖相環電路的直流電源設計
    由于每一代PLL的噪聲性能都在改善,因此直流電源噪聲的影響變得越來越明顯,某些情況下甚至可限制噪聲性能.

    本文討論圖1所示的基本PLL方案,并考察每個構建模塊的直流電源管理要求.

    顯示各種直流電源管理要求的基本鎖相環圖1.顯示各種直流電源管理要求的基本鎖相環PLL中,反饋控制環路驅動直流電源電壓控制振蕩器(VCO),使振蕩器頻率(或相位)精確跟蹤所施加基準頻率的倍數.許多優秀的參考文獻 (例如Best的鎖相環1),解釋了PLL的數學分析;ADI的ADIsimPLL?等仿真工具則對了解環路傳遞函數和計算很有幫助.下面讓我們依次考察一下PLL構建模塊.

    VCO和VCO推壓直流電源電壓控制振蕩器將來自鑒相器的誤差直流電源電壓轉換成輸出頻率.器件"增益"定義為KVCO,通常以MHz/V表示.直流電源電壓控制可變電容二極管(變容二極管)常用于調節VCO內的頻率.VCO的增益通常足以提供充分的頻率覆蓋范圍,但仍不足以降低相位噪聲,因為任何變容二極管噪聲都會被放大KVCO倍,進而增加輸出相位噪聲.

    多頻段集成VCO的出現,例如用于頻率合成器ADF4350的集成VCO,可避免在KVCO與頻率覆蓋范圍間進行取舍,使PLL設計人員可以使用包含數個中等增益VCO的IC以及智能頻段切換程序,根據已編程的輸出頻率選擇適當的頻段.這種頻段分割提供了寬廣的總體范圍和較低噪聲.

    除了需要從輸入直流電源電壓變化轉換至輸出頻率變化(KVCO),外,直流電源波動也會給輸出頻率變化帶來干擾成分.VCO對直流電源波動的靈敏度定義為VCO 推壓 (Kpushing),通常是所需KVCO.的一小部分.例如,Kpushing 通常是KVCO的5%至20%.因此,對于高增益VCO,推壓效應增大,VCO直流電源的噪聲貢獻就更加舉足輕重.

    VCO推壓的測量方法如下:向VTUNE引腳施加直流調諧直流電源電壓,改變直流電源直流電源電壓并測量頻率變化.推壓系數是頻率變化與直流電源電壓變化之比,如表1所示,使用的是ADF4350 PLL.

    表1. ADF4350 VCO推壓測VCO頻段(MHz)Vtune(V)f1 (MHz) at VVCO = 3 Vf2 (MHz) at VVCO = 3.3 VKpushing = Δf/ΔV(MHz/V)22002.52233.4462233.0611.2833002.53331.1123331.7992.344002.54462.5774464.2425.55參考文獻2中提到了另一種方法:將低頻方波直流耦合至直流電源內,同時觀察VCO頻譜任一側上的頻移鍵控 (FSK)調制峰值(圖2).峰值間頻率偏差除以方波幅度,便得出VCO推壓系數.該測量方法比靜態直流測試更精確,因為消除了與直流輸入直流電源電壓變化相關的任何熱效應.圖2顯示ADF4350 VCO輸出在3.3 GHz、對標稱3.3 V直流電源施加10 kHz、0.6 V p-p方波時的頻譜分析儀曲線圖.對于1.62 MHz/0.6 V或2.7 MHz/V的推壓系數,最終偏差為3326.51 MHz – 3324.89 MHz = 1.62 MHz.該結果可與表1中的靜態測量 2.3 MHz/V比較.

    直流電源調制的頻譜分析儀曲線圖圖2.ADF4350 VCO通過10kHz、0.6v p-p方波響應 直流電源調制的頻譜分析儀曲線圖在PLL系統中,較高的VCO推壓意味著VCO直流電源噪聲的增加倍數更大.為盡可能降低對VCO相位噪聲的影響,需要低噪聲直流電源.

    Reference 3 和Reference 4提供了不同低壓差調節器(LDO)如何影響PLL相位噪聲的示例.例如,文獻中對ADP3334和ADP150 LDO為ADF4350供電時的性能進行了比較.ADP3334調節器的集成均方根噪聲為27 μV(40多年來,從10 Hz至100 kHz).該 結果可與ADF4350評估板上使用的LDO ADP150的9 μV比較.圖3中可以看出已測量PLL相位噪聲頻譜密度的差異.測量使 用4.4 GHz VCO頻率進行,其中VCO推壓為最大值(表1),因此屬于最差情況結果.ADP150調節器噪聲足夠低,因此對 VCO噪聲的貢獻可以忽略不計,使用兩節(假定"無噪聲")AA電池重復測量可確認這一點.

    使用ADP3334和ADP150LDO對(AA電池)供電時ADF4350在4.4GHz下的相位噪聲比較圖3.使用ADP3334和ADP150LDO對(AA電池)供電時ADF4350在4.4GHz下的相位噪聲比較圖3強調了低噪聲直流電源對于ADF4350的重要性,但對直流電源或 LDO的噪聲該如何要求呢?

    與VCO噪聲類似,LDO的相位噪聲貢獻可以看成加性成分ΦLDO(t), 如圖4所示.再次使用VCO超額相位表達式得到:

    使用ADP3334和ADP150LDO對(AA電池)供電時ADF4350在4.4GHz下的相位噪聲比較或者在頻域中為:

    鎖相環電路的直流電源設計其中vLDO(f)是LDO的直流電源電壓噪聲頻譜密度.

    1 Hz帶寬內的單邊帶直流電源頻譜密度SΦ(f)由下式得出:

    鎖相環電路的直流電源設計以dB表示時,用于計算直流電源噪聲引起的相位噪聲貢獻的公式如下:

    鎖相環電路的直流電源設計鎖相環電路的直流電源設計其中L(LDO) 是失調為f時,調節器對VCO相位噪聲(以dBc/Hz表示)的噪聲貢獻;f;Kpushing是VCO推壓系數,以Hz/V表示;vLDO(f)是給定頻率偏移下的噪聲頻譜密度,以V/√Hz表示.

    小信號加性vco直流電源噪聲模型圖4.小信號加性vco直流電源噪聲模型在自由模式VCO中,總噪聲為LLDO值加VCO噪聲.以dB表示則為:

    鎖相環電路的直流電源設計例如,試考慮推壓系數為10 MHz/V、在100 kHz偏移下測得相位噪聲為–116 dBc/Hz的VCO:要在100 kHz下不降低VCO噪聲性能,所需的直流電源噪聲頻譜密度是多少?直流電源噪聲和VCO噪聲作為方和根添加,因此直流電源噪聲應比VCO噪聲至少低6 dB,以便將噪聲貢獻降至最低.所以LLDO應小于–122 dBc/Hz.使用公式1,鎖相環電路的直流電源設計求解vLDO(f),在100 kHz偏移下,vLDO(f)= 11.2 nV/√給定偏移下的LDO噪聲頻譜密度通??赏ㄟ^LDO數據手冊的 典型性能曲線讀取.

    當VCO連接在負反饋PLL內時,LDO噪聲以類似于VCO噪聲的方式通過PLL環路直流電源濾波器進行高通直流電源濾波.因此,上述公式僅適用于大于PLL環路帶寬的頻率偏移.在PLL環路帶寬內,PLL可成功跟蹤并濾 LDO噪聲,從而降低其噪聲貢獻.

  推薦閱讀:
細節決定成敗-開關直流電源細節設計大全
全球首個水激活充電器研發成功
直流電源配電網電壓波動特性與的功率控制策略
鋰電儲能的前景一片大好

【返回列表頁】
?
網站首頁 關于我們 產品中心 新聞資訊 客戶案例 技術資料 解決方案 聯系我們
電話:021-51095123  郵箱:xupower@qq.com 網站地圖: XML地圖
公司主營: 直流電源,逆變電源,隔離變壓器,變頻電源,穩壓電源
2002-2017 蓄新電氣 www.sqjcly.com 版權所有 技術支持:蓄新科技 ICP備案編號: 滬ICP備17006370-1號
上海蓄新電氣科技有限公司,研發、設計、生產及銷售直流電源,逆變電源,變頻電源,穩壓電源為主營業務的高新技術企業,致力于為客戶提供安全穩定、綠色環保、節能的智能電源產品.  
做鸡一天能接几个客