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鎖相環(huán)相位噪聲與環(huán)路帶寬的關(guān)系分析

作者: 時(shí)間:2009-08-26 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

0 引 言
電荷泵是閉環(huán)系統(tǒng),系統(tǒng)各個(gè)部分都是一個(gè)噪聲源,各部分噪聲的大小不僅與電路本身有關(guān),而且還與等因素有關(guān)。因此,設(shè)計(jì)時(shí)必須其各頻率范圍內(nèi)噪聲源影響力的大小,權(quán)衡確定與各噪聲源的相互制約關(guān)系。以下利用的等效噪聲模型,重點(diǎn)電荷泵系統(tǒng)的特性,得出系統(tǒng)噪聲特性的分布特點(diǎn)以及與的關(guān)系。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188708.htm

1 電荷泵的基本原理
圖1為電荷泵的示意圖,主要由鑒相鑒頻器(PFD)、電荷泵、濾波器、壓控振蕩器(VCO)、分頻器等5部分組成,鑒相鑒頻器主要用來(lái)檢測(cè)輸入信號(hào)x(t)與反饋信號(hào)xf(t)的頻率、相位誤差,并產(chǎn)生UP,DOWN信號(hào)控制電荷泵的開關(guān)。電荷泵由兩個(gè)對(duì)稱的電流源和開關(guān)組成。電荷泵的開關(guān)會(huì)對(duì)濾波器上的電容充放電,電流經(jīng)過(guò)濾波器濾波后濾掉高頻信號(hào),在濾波器上產(chǎn)生能調(diào)整壓控振蕩器頻率和相位的電壓v(t)。當(dāng)v(t)上的電壓被調(diào)整為一個(gè)合適的電壓值時(shí),xi(t)的頻率和相位與x(t)的一致,系統(tǒng)最終處于平衡狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的跟蹤。

2 電荷泵鎖相環(huán)的噪聲模型與特性
電荷泵鎖相環(huán)的環(huán)路等效噪聲模型可以用鎖相環(huán)各子模塊附加噪聲源表示。圖2給出了帶有無(wú)源濾波器鎖相環(huán)噪聲源模的型。設(shè)fm為距離調(diào)制頻率的偏移量,該圖中主分頻器、參考時(shí)鐘分頻器的均方噪聲功率譜密度分別被表示為ψd(fm)和ψrcf(fm);鑒相鑒頻器的被表示為ψpd(fm);晶體振蕩器的相位噪聲被表示為ψx(fm);相位噪聲源的單位是電荷泵的噪聲被等價(jià)為電流源inp(fm)(單位:);
濾波器的噪聲被等價(jià)為電壓源Vnf(fm)(單位:
的自由振蕩噪聲被表示為

環(huán)路輸出信號(hào)的均方噪聲功率譜密度被表示為它是閉環(huán)情況下所有噪聲源影響的總和。輸出相位噪聲功率譜密度可以表示為:

式中:ψo(hù)lp2(fm)為具有低通傳輸函數(shù)的噪聲源功率譜密度;ψo(hù)hp2(fm)為具有高通傳輸函數(shù)的噪聲源功率譜密度。

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