如何選擇環(huán)路帶寬平衡抖動(dòng)、相位噪聲、鎖定時(shí)間或雜散
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作為最重要的設(shè)計(jì)參數(shù)之一，選擇環(huán)路帶寬涉及到抖動(dòng)、相位噪聲、鎖定時(shí)間或雜散之間的平衡。適合抖動(dòng)的最優(yōu)環(huán)路帶寬BWJIT也是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘等許多時(shí)鐘應(yīng)用的最佳選擇。如果BWJIT并非最佳選擇，首先要做的仍是尋找最優(yōu)環(huán)路帶寬。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201710/366393.htm圖1中，鎖相環(huán)（PLL）與壓控振蕩器（VCO）噪聲交叉處的偏移，BWJIT（約為140kHz）通過減少曲線下方的面積來優(yōu)化抖動(dòng)。
圖1：最優(yōu)抖動(dòng)帶寬
盡管此帶寬BWJIT對抖動(dòng)而言是最優(yōu)的，但對于相位噪聲、鎖定時(shí)間或雜散卻并非如此。表1給出了環(huán)路帶寬對這些性能指標(biāo)的影響的大致參考。
性能指標(biāo) | 最優(yōu)帶寬 | 備注 |
抖動(dòng) | BWJIT | 最優(yōu)值一般為BWJIT。在低集成限制更高的一些情況下，有時(shí)較窄的環(huán)路帶寬實(shí)際上效果更好。 |
無限 | VCO鎖定時(shí)間隨著環(huán)路帶寬的增加而提高，但有時(shí)會(huì)受到VCO校準(zhǔn)時(shí)間（用于集成VCO）的限制，或因VCO輸入電容等寄生電容而使帶寬無法增加。 | |
雜散 | 0Hz | 一般而言環(huán)路帶寬越窄，雜散越好，但有時(shí)會(huì)由環(huán)路濾波器周圍來自主板或芯片上的串?dāng)_所主導(dǎo)。 |
0Hz或無限 | 如果相位噪聲低于最優(yōu)抖動(dòng)帶寬，相位噪聲會(huì)隨著帶寬的變寬而增大，直到變成僅為輸入基準(zhǔn)和PLL造成的噪聲。 如果相位噪聲偏移大于最優(yōu)抖動(dòng)帶寬，相位噪聲會(huì)隨著環(huán)路帶寬的變窄而增大，直到變成僅為獨(dú)立的VCO噪聲。 |
表1：環(huán)路帶寬對關(guān)鍵參數(shù)的影響
為了說明表1，圖2中的模擬顯示了變化的環(huán)路帶寬的影響。鎖定時(shí)間與抖動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)為圖2中從最小值增加的百分比。雜散與相位噪聲指標(biāo)為圖2中從最小值增加的分貝。
圖 2：環(huán)路帶寬對標(biāo)準(zhǔn)化性能的影響
如圖1所預(yù)測，環(huán)路帶寬為140kHz左右時(shí)，最優(yōu)抖動(dòng)確實(shí)為最佳。環(huán)路帶寬超出此范圍會(huì)有利于鎖定時(shí)間和10kHz相位噪聲，但是會(huì)降低雜散和1MHz偏移的相位噪聲。
因此，選擇環(huán)路帶寬的一種較好的方法是先選擇最優(yōu)抖動(dòng)帶寬（BWJIT），然后增加帶寬提高鎖定時(shí)間或低頻偏相位噪聲，或者降低帶寬提高高頻偏相位噪聲或雜散。
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