PLL锁相环基础知识自己总结.doc

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4、lPLL概述1.1PLL作用提供干净，稳定，可飙车的本地振荡信号频率综合器分类1）基于查找表的直接数字频率综合器DDS优点合成速度快，缺点是杂散大，输出频率低，频率范围窄2）直接模拟频率综合器直接模拟频率综合器的原理是对参考频率倍频、分频和混频來产牛想要的频率，理论上通过重复的分频和混频操作能够获得任意频率，从另一方面來讲，要获得足够的频率分辨率和较宽的频率范围则需要人量硬件开销3）锁相环（本文研究对象）PLL将输出信号分频后与参考频率进行相位比较、跟踪和锁定，这种间接合成频率的方法能够获得很高的频率和频率范围

5、，而且结构简单功耗低,比较适合集成于芯片屮。1.2PLL结构分为压控振荡器（VCO）,鉴相器（PF）,环路滤波器（LF）分频器（DIVIDER）工作原理：1.鉴相器将反馈信号的相位同输入参考信号进行比较，当两者相位差为0时反馈信号与参考信号同频同相，这吋认为环路已经锁定，输出频率为参考频率乘以分频比N,2.否则鉴相器输出一包含相位差信息的电流信号迫使反馈信号的相位做出调整，环路滤波器将鉴相器的输出转换为电压并滤除高频成分后变为直流信号,3.控制VCO输出N分频后的信号频率往参考频率方向变化。1-3主要技术指标两

6、大类：频谱纯度和动态特性1相位噪声相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。在理想情况下,一个频率固定的完美的脉冲信号（以1MHz为例）的持续吋间应该恰好是1微秒,每500ns有一个跳变沿。但不幸的是，这种信号并不存在。如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来吋间不确定。这种不确定就是和位噪声，或者说抖动。相位噪声是从频域上来描述:通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其屮，dBc是以clB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在

7、该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。抖动是从时域上来描述：它从本质丄描述了信号周期距离其理想值偏离了多少2.杂散spur?3•锁定？Chap.2恒定调谐增益VCOVCO是PLL屮频率最高的模块，锁相环合成的载波频率由VCO得到。VCO的频率受控制电压的变化发牛改变，图3」说明了VCO的压控特性，随着控制电压Vout从V1变化到V2，输出频率3OUT从31变化到32，定义输出频率对电压的变化率为调谐增益为KVC0o则有下图振荡器通常有两种：1.基于相移网络的RC和有源冗件的环形振荡器（Ring）,面

8、积小，功耗低，缺点噪声大，谐振Q小2.LC振荡器。高Q,选频特性好，但面积大经典结构，输出频率和调谐增益由电感和C决定，由于电感Q值有限，所以会影响相位噪声和消耗能量，MOS管的负阻刚好补充能量。CHAR3鉴频鉴相器PFD的作用是检测频率差和相位差，输入端为参考信号Vwf及反馈信号Vfb,PFD分别检测两组信号的丄升沿，当检测到Vref的丄升沿后输出端UP输出1,检测到Vfb的上升沿后