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测试环路滤波器及射频电路设计详解

2022-05-15 13:43分类:电路图 阅读:

 

  小数分音器頻率合成器在测验时务必外接一个环城路滤波器电路与压控振荡器才可以组成一个完全的锁相环路电源电路。其外围电路中环城路过滤器的设计方案优劣将同时危害到处理器的功能测试。以ADF4153小数分音器頻率合成器为例子,科学研究了其外场环城路过滤器的设计方法,得出了根据芯片测试的环城路滤波器设计步骤,并完成了认证检测。检测结果显示,该过滤器可达到小数分音器頻率合成器芯片测试的必须 。在开展小数分音器頻率合成器的芯片测试时,数据一部分能够利用传统的数据测试标准即能够完成;而輸出射频信号的相位噪声、杂散噪音则必须集成ic工作中在一切正常的输入输出情况下能够检测。小数分音器頻率合成器集成ic在测验时必须与外接环城路过滤器(LF)、压控振荡器(VCO)才可以组成完善的锁相环路控制回路,在具有常规的集成ic功能模块的条件下能够完成对其相位噪声、杂散噪音下的检测。

  一般而言,压控振荡器均应用已有的元器件,在选择元器件时留意性能参数的配对就可以,仅有环城路过滤器才算是必须测算和设计方案的。环城路过滤器在所有线路中主要是做为一个带通滤波器,它将集成ic鉴相器輸出的差分信号开展低通滤波器,将高频率份量滤掉,最后获得一个相对性光滑的交流电压数据信号去操纵VCO工作中,进而得到一个平稳的頻率輸出。环城路过滤器的特性将同时危害到小数分音器頻率合成器集成ic功能的检测。

  文中以ADF 4153型小数分音器頻率合成器为例子,得出了易于完成的三阶环城路过滤器的设计方法,可以达到集成ic具体检测的必须 。

  外接环城路过滤器的设计方案

  环城路过滤器是电荷泵锁相环路电源电路的关键步骤,它联接在电荷泵和压控振荡器中间。锁相环路的基本上频率特点是由环城路过滤器决策的。事实上,恰好是因为环城路过滤器的存有,锁相环路才能够挑选工作中在任何的管理中心頻率和网络带宽内。环城路过滤器的种类各种各样,大概分成有源滤波器和无源滤波器两类,无源滤波器与有源滤波器对比,其优势取决于:构造简易、低噪音、高稳定性和容易以完成。

  最普遍的无源滤波器是如图所示1所显示的三阶过滤器。一般而言,环城路过滤器的网络带宽应是PFD頻率(安全通道间距)的1/10.提升环城路网络带宽会减少锁住時间。但环城路网络带宽过交流会大幅地提升多变性,进而造成 锁相环路没法锁住的情况。

  

  图1三阶环城路过滤器

  环城路滤波器设计主要参数的挑选

  为了更好地科学研究环城路过滤器对锁相环路輸出頻率相位噪声的危害,设计方案出合乎芯片测试必须的外场环城路过滤器。我们在ADIsimPLL手机软件中完成了以下模拟仿真配备。元器件型号规格:ADF 4153,fPFD=25MHz(理想化信号源),INT=69,FRAC=101,MOD=125,VCO选用ZComm企业的V674ME34-LF,在该配备下,预估輸出的RFOUT=1.7452GHz.

  a)设置环城路过滤器网络带宽为20kHz,相位裕度50°,其相位噪声的模拟仿真状况如图所示2所显示。

  

  图2环城路网络带宽20kHz时的相位噪声模拟仿真图

  从图2中能够获知,当环城路过滤网络带宽为20kHz时,VCO所造成的相位噪声占有了主导性。集成ic所造成的相位噪声则被吞没在总輸出噪音下。也就是说,当环城路网络带宽窄小(如20kH)的情形下,对于锁相环路輸出数据信号开展相位噪声检测,其結果并无法真实地体现集成ic輸出的相位噪声。

  设置环城路过滤器网络带宽为100kHz,相位裕度50°,其相位噪声的模拟仿真状况如图所示3所显示。

  

  图3环城路网络带宽为100kHz时的相位噪声模拟仿真图

  从图3中能够获知,当环城路过滤网络带宽为100kHz时,VCO针对总相位噪声的奉献明显地减少,集成ic所造成的相位噪声占有了主导性,在10kHz之内,总相位噪声輸出的曲线图基本上与集成ic所造成的相位噪声重叠。从而能够获知,当环城路网络带宽较宽(如 100kHz)的情形下,对于锁相环路輸出数据信号开展相位噪声检测,其結果基本上能真真正正体现集成ic輸出的相位噪声。

  文中探讨的ADF 4154的具体检测频段为1.7452GHz(fPFD=25MHz,RSET=5.1k),依据检测规定完成整体的考虑到,设置了环城路网络带宽75kHz,相位裕度50°的约束方程。在开展ADF 4153的外围电路设计方案时,最先必须确定所运用的VCO型号以及允差特性。随后再依据ADI企业给予的ADIsim-PLL手机软件开展三阶环城路过滤器的设计方案。从手机软件得到C1~C3、R2、R3的实际选值,再依据目前的允差电容电阻值开展调节,反算出具体制定的环城路网络带宽及相位裕度。

  从而,大家确认了环城路过滤器中每个电容器、电阻器的选值,并制定了可用以ADF 4153芯片测试的电路设计图,如图所示4所显示。VCO的輸出不但必须联接外界频谱仪开展检测,还必须根据电容器意见反馈到ADF 4153的REFINA端,与此同时REFINA端还必须预埋SMA头用以频射键入頻率范畴及敏感度检测。一个简洁的电阻器互联网用以进行VCO輸出数据信号输出功率的初次分配。

  

  图4环城路过滤器及射频电路设计方案

  文中主要是根据芯片测试目地,对于外围电路中的环城路滤波器设计来开展探讨,原文中列出了一种简易、畅行的产品化计算方式和步骤,并对其完成了认证检测,检测結果达到芯片测试的必须 。这类办法早已使用于几款小数分音器頻率合成器的检测电源电路的制定中。

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