射頻鎖相頻率合成器的設(shè)計(jì)與仿真

作者：時(shí)間：2011-11-11 來源：網(wǎng)絡(luò)

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在系統(tǒng)調(diào)試過程中，對(duì)芯片中前置分頻器的值的設(shè)定要特別注意。芯片資料中給出，前置分頻器的值應(yīng)該被選擇使它的輸出頻率總是小于或等于200 MHz，因此，在本設(shè)計(jì)中，16／17前置分頻器的值是有效的，8／9是無效的。由以下公式：

可以得出：N=7 900～12 500。

3 鎖相環(huán)頻率 合成器的仿真
頻率 合成器中環(huán)路濾波器的計(jì)算是非常復(fù)雜的，特別是對(duì)于高階鎖相環(huán)。所以采用ADS仿真軟件對(duì)頻率合成器進(jìn)行仿真，不僅可以對(duì)鎖相環(huán)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行分析，以確保設(shè)計(jì)方案的正確性，而且還可以對(duì)環(huán)路濾波器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和優(yōu)化，減小了研制人員的研制難度和調(diào)試時(shí)間。
3. 1 頻域響應(yīng)仿真
頻域仿真的目的是通過鎖相環(huán)參數(shù)設(shè)置，得到實(shí)際的相位裕量、環(huán)路帶寬、環(huán)路衰減和環(huán)路濾波器的參數(shù)。并同時(shí)得到鎖相環(huán)的頻域開、閉環(huán)幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)曲線。調(diào)用ADS中的線性電荷泵鑒相器、線性壓控振蕩器、線性分頻器等模塊搭建鎖相環(huán)頻率響應(yīng)電路。其中部分電路仿真電路圖如圖3所示。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/155544.htm

根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)頻域仿真中所需要的仿真控制器參數(shù)和一些變量模型的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其中掃描計(jì)劃(SWEEP PLAN)用于設(shè)定掃描的范圍，交流仿真器(AC)設(shè)定原理圖中采用小信號(hào)交流仿真。優(yōu)化目標(biāo)依次設(shè)置為開環(huán)增益、相位裕量、雜散抑制等。變量模型VAR1中主要對(duì)鎖相環(huán)一些特性進(jìn)行設(shè)置，VAR2主要設(shè)置相位裕量、濾波器帶寬、雜散頻率等，VAR3主要設(shè)置環(huán)路濾波器的一些參數(shù)。完成各個(gè)模塊的參數(shù)設(shè)置后，仿真可以得到鎖相環(huán)路有源濾波器元件參數(shù)如下：

由仿真自動(dòng)優(yōu)化計(jì)算所得到的元器件值并不是實(shí)際使用的標(biāo)稱值，可以選擇最接近仿真值的標(biāo)稱值作為實(shí)際使用值。如果得到的器件值不太合理，可以重新在原理圖中設(shè)定器件值的范圍，再次仿真。另外，可以得到鎖相環(huán)電路的開、閉環(huán)幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)曲線，如圖4、圖5所示，其中加線圈的為閉環(huán)響應(yīng)曲線。從圖中可以看出鎖相環(huán)是比較穩(wěn)定的，并且該電荷泵鎖相環(huán)的環(huán)路帶寬為19．95 kHz，相位裕度為45．004°。仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)比較接近，證明整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行。