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请问PLL的带内噪声主要由哪个模块决定

时间:12-11 整理:3721RD 点击:
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   easyads (hehe) 于  (Wed May 21 15:10:33 2008)  提到:
对PLL带内噪声有贡献的有下面模块PFD, Charge Pump, Loop filter,VCO, N divid
er
哪个模块贡献了主要的带内噪声呢, 看Dean的书说是PFD模块,并且说PFD的噪声和PFD
的频率成正比
咨询了几个人,有人说是Charge pump, 有人说是filter, 还有人说是N divider,我
已经搞糊涂了
我的理解是: Charge Pump的噪声和导通时间Ton(大概几个ns)有关,只要Ton比较小
, Charge pump本身的噪声就比较小。N divider如果采用的是同步分频器,本身噪声也
很小的, PFD的噪声也应该比较小。 那么噪声比较大的是loop filter中的电阻热噪声
(虽然经过PLL环路后是带通特性)
不知道我的理解对不对?
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   METech (靠谱男) 于  (Wed May 21 20:42:12 2008)  提到:
没人说vco么,呵呵
我觉得说pfd的主要是指deadzone吧,哪个模块的噪声占大多数还是要看各个模块结构的
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 对PLL带内噪声有贡献的有下面模块PFD, Charge Pump, Loop filter,VCO, N divid
: er
: 哪个模块贡献了主要的带内噪声呢, 看Dean的书说是PFD模块,并且说PFD的噪声和PFD
: ...................
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   easyads (hehe) 于  (Wed May 21 20:45:51 2008)  提到:
一般带内VCO噪声不占主要地位,因为VCO噪声经过PLL后是高通特性
pfd为了消除deadzone会给up,dn信号都加一个delay Ton, 但是pfd本身噪声不应该很
大, charge pump因为Ton比较小,故本身噪声比较小
【 在 METech (靠谱男) 的大作中提到: 】
: 没人说vco么,呵呵
: 我觉得说pfd的主要是指deadzone吧,哪个模块的噪声占大多数还是要看各个模块结构的
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   seaskyyuhan (海天一色) 于  (Thu May 22 09:42:16 2008)  提到:
这些模块根据不同情况主次不同的,设计时候每个都要尽量考虑好,
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 对PLL带内噪声有贡献的有下面模块PFD, Charge Pump, Loop filter,VCO, N divid
: er
: 哪个模块贡献了主要的带内噪声呢, 看Dean的书说是PFD模块,并且说PFD的噪声和PFD
: ...................
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   windtauear (天地不仁,以万物为刍狗) 于  (Thu May 22 20:47:32 2008)  提到:
按道理是divider和reference,还有pfd+cp可能会有一些贡献,但电路设计合理的话,最后你会发现实际上还是reference的影响最大,这个需要将片外元件,pcb板藕合,pad都考虑得到
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 对PLL带内噪声有贡献的有下面模块PFD, Charge Pump, Loop filter,VCO, N divid
: er
: 哪个模块贡献了主要的带内噪声呢, 看Dean的书说是PFD模块,并且说PFD的噪声和PFD
: ...................
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   easyads (hehe) 于  (Fri May 23 11:03:23 2008)  提到:
但是我们知道一般N divider如果用同步分频器实现的话,本身噪声就比较小了。
另外PFD产生噪声的机理是因为产生up dn脉冲的沿有jitter, CP是因为有一段时间Ton
流过电流, 但是如果Ton比较小的话,CP本身参数的噪声比较小。现在我不确定PFD的噪
声一般是不是比CP大? 另外我看到Dean在他的 PLL performance and simulation这本
书中写到PFD+CP是带内最主要的噪声源,并且其本身模块产生的噪声功率和PFD工作频
率Fcomp成正比,这个有点不明白。
另外如仿真PFD的噪声呀? 还是直接仿真PFD+CP的噪声。 我看到designers-guide上面
KEN的文章中说用有相位offset的两个同周期信号去驱动PFD+CP,然后测量CP输出电流
的频谱
一般情况下PFD+CP产生的带内噪声和loop filter相比是哪个大呢?
谢谢
【 在 windtauear (天地不仁,以万物为刍狗) 的大作中提到: 】
: 按道理是divider和reference,还有pfd+cp可能会有一些贡献,但电路设计合理的话,最后你会发现实际上还是reference的影响最大,这个需要将片外元件,pcb板藕合,pad都考虑得到
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   Bibgre (侧翼偏锋) 于  (Fri May 23 11:53:24 2008)  提到:
VCO的噪声呢?
VCO的噪声是高通的
所以带宽的选择很重要
在一般的frequency synthesis中
VCO的噪声占什么比重?
VCO增益过高是不是对噪声影响比较大?
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 但是我们知道一般N divider如果用同步分频器实现的话,本身噪声就比较小了。
: 另外PFD产生噪声的机理是因为产生up dn脉冲的沿有jitter, CP是因为有一段时间Ton
: 流过电流, 但是如果Ton比较小的话,CP本身参数的噪声比较小。现在我不确定PFD的噪
: ...................
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   easyads (hehe) 于  (Fri May 23 12:32:16 2008)  提到:
带宽的选取是很重要的,通常讲带宽越小,rms phase error越小,但也不能太小,一般
小到一个带宽值,就是在这个频率VCO对整个PLL贡献的噪声和其他模块贡献的噪声相等

【 在 Bibgre (侧翼偏锋) 的大作中提到: 】
: VCO的噪声呢?
: VCO的噪声是高通的
: 所以带宽的选择很重要
: ...................
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   buckaroo (置之度外) 于  (Fri May 23 13:54:46 2008)  提到:
这个不能一概而论,还看分频比大与小
divider的noise主要是引起电源波动吧,如果分开电源,那就无所谓了,数字信号,影响不大
同步分频器固然没有jitter accumulation,但是我确实没见到过用同步的
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 带宽的选取是很重要的,通常讲带宽越小,rms phase error越小,但也不能太小,一般
: 小到一个带宽值,就是在这个频率VCO对整个PLL贡献的噪声和其他模块贡献的噪声相等
: 。
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   castrader (万和) 于  (Fri May 23 13:56:32 2008)  提到:
为啥呢?
这么一个小电路
同步不比异步麻烦多少啊
【 在 buckaroo (置之度外) 的大作中提到: 】
: 这个不能一概而论,还看分频比大与小
: divider的noise主要是引起电源波动吧,如果分开电源,那就无所谓了,数字信号,影响不大
: 同步分频器固然没有jitter accumulation,但是我确实没见到过用同步的
: ...................
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   toctory (子欲养而亲不待) 于  (Fri May 23 14:10:11 2008)  提到:
不同的设计里面会有不同贡献比例。
每个模块在噪声都有可能占主导,和具体的设计限制相关。
离开了设计限制讨论这个问题是无意义的。
看书只需要知道不同部分是怎么贡献的就ok了。
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 对PLL带内噪声有贡献的有下面模块PFD, Charge Pump, Loop filter,VCO, N divid
: er
: 哪个模块贡献了主要的带内噪声呢, 看Dean的书说是PFD模块,并且说PFD的噪声和PFD
: ...................
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   easyads (hehe) 于  (Fri May 23 15:08:37 2008)  提到:
N divder 完全可以用同步的呀,因为这个时候工作频率不是很高,因为VCO的输出都会
经过一个prescaler的。
【 在 buckaroo (置之度外) 的大作中提到: 】
: 这个不能一概而论,还看分频比大与小
: divider的noise主要是引起电源波动吧,如果分开电源,那就无所谓了,数字信号,影响不大
: 同步分频器固然没有jitter accumulation,但是我确实没见到过用同步的
: ...................
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   easyads (hehe) 于  (Fri May 23 15:22:02 2008)  提到:
clock reference,N divider, PFD, CP, loop filter, VCO都贡献带内噪声。
假设一个整数分频的PLL(用于bluetooth), 工作频率2402~2480M,PFD工作频率Fref=
1M,带宽Fc=40K,CP电流为Icp=500uA, Kvco=50MHz/V, 假设我们采用2nd order filter,利用easypll计算可以得到滤波器参数 R1=27Kohm, C1=390p, C2=56p
1.假设clock reference比较理想,就不考虑它的噪声了。 如果我们的N divider采用的
同步分频器结构,那么它的噪声应该比较低,也不应该是带内主要的噪声源了。因为N
divider前面有prescaler,实际N divider工作频率很低了,完全可以采用同步分频架构。
2。PFD的噪声产生主要是因为PFD产生出来的up,dn脉冲的沿有jitter,PFD是由D触发器
构成的,如果PFD的工作频率越高,其本身模块产生的噪声应该越高。另外charge pump
产生的噪声和为了消除PFD dead zone加入的一个delay Ton有关, 如果Ton取的非常小(只要让后面逻辑电路正常工作,一般只需要1~3ns),那么CP本身的噪声也就会比较小
3。如果Ton取值比较小(也应该比较小),那么导致CP噪声低,那么loop filter对整个
PLL贡献的带内噪声可能占主要地位
4。理论上讲带宽越小, PLL rms phase error越小,但是也不能太小,一般取到一个带
宽值,在那个带宽上,VCO对整个PLL贡献的噪声和其他模块对PLL贡献的噪声相等就可以了
你看看我的分析有没有问题呀?
谢谢
【 在 toctory (子欲养而亲不待) 的大作中提到: 】
: 不同的设计里面会有不同贡献比例。
: 每个模块在噪声都有可能占主导,和具体的设计限制相关。
: 离开了设计限制讨论这个问题是无意义的。
: ...................
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   windtauear (天地不仁,以万物为刍狗) 于  (Fri May 23 20:43:14 2008)  提到:
pfd的工作频率越高,则它对输出的phase noise的贡献越小(20logN),假定输出不变
前面已经说过,从公式来看,pfd+loop和divider为in band noise的贡献,但是选择较高的ref可以将它们的影响降低,同样vco的pn也可以依据优化带宽,但是它受Q的影响太大,而片上电感的Q很可能测得时候发现掉了不少,所以最后你会发现pfd,cp,divider对in band noise的贡献很小,反而是ref和vco这种高Q的电路对in band noise的贡献最大...所以还是应该按toctory说的,关按照书本上是不行的,还是得结合实际电路和指标来做
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: clock reference,N divider, PFD, CP, loop filter, VCO都贡献带内噪声。
: 假设一个整数分频的PLL(用于bluetooth), 工作频率2402~2480M,PFD工作频率Fref=
: 1M,带宽Fc=40K,CP电流为Icp=500uA, Kvco=50MHz/V, 假设我们采用2nd order filter,利用easypll计算可以得到滤波器参数 R1=27Kohm, C1=390p, C2=56p
: ...................
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   toctory (子欲养而亲不待) 于  (Fri May 23 20:46:14 2008)  提到:
大面上基本都是对的啊,没有什么问题,赫赫。
所以具体哪一部分贡献多大,是需要看具体的电路来定的。在你这个电路里面,一般而言,charge pump和vco会占很多的噪声。当然,reference也有可能会占主导地位,看具体电路了。
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: clock reference,N divider, PFD, CP, loop filter, VCO都贡献带内噪声。
: 假设一个整数分频的PLL(用于bluetooth), 工作频率2402~2480M,PFD工作频率Fref=
: 1M,带宽Fc=40K,CP电流为Icp=500uA, Kvco=50MHz/V, 假设我们采用2nd order filter,利用easypll计算可以得到滤波器参数 R1=27Kohm, C1=390p, C2=56p
: ...................
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   athoma (屁唉起地...) 于  (Sat May 24 10:04:12 2008)  提到:
同步速度慢,功耗大...
【 在 castrader (万和) 的大作中提到: 】
: 为啥呢?
: 这么一个小电路
: 同步不比异步麻烦多少啊
: ...................
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   easyads (hehe) 于  (Sun May 25 01:10:56 2008)  提到:
谢谢回答。
好像PFD工作频率越高,其对整个PLL的phase noise 贡献是减小10logN
另外一般如果是整数分频的话,PFD的工作频率就定了,比如信道间隔是1M,那么你的P
FD工作频率就是1M,这个时候你的PFD的噪声还是蛮大的。 当然你如果用sigma delta的
PLL,PFD的工作频率可以提高,这个时候PFD,CP的噪声就比较的小了。
另外大家怎么仿真PFD的噪声呀,还是直接仿真PFD+CP的噪声? 我个人觉得对PFD来说
其产生噪声最关键的因为PFD产生的up,dn脉冲信号的rising edge 和falling edge有j
itter,所以我们必须非常关心这个jitter,不知大家怎么仿真PFD噪声的?
【 在 windtauear (天地不仁,以万物为刍狗) 的大作中提到: 】
: pfd的工作频率越高,则它对输出的phase noise的贡献越小(20logN),假定输出不变
: 前面已经说过,从公式来看,pfd+loop和divider为in band noise的贡献,但是选择较高的ref可以将它们的影响降低,同样vco的pn也可以依据优化带宽,但是它受Q的影响太大,而片上电感的Q很可能测得时候发现掉了不少,所以最后你会发现pfd,cp,divider对in band noise的贡
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   buckaroo (置之度外) 于  (Sun May 25 08:56:18 2008)  提到:
“标准CMOS的PFD,其噪声一般可忽略”
“但其PSRR的影响比CP的PSRR影响大” 这句话没看懂,仅仅是因为CP有个电流源?
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 谢谢回答。
: 好像PFD工作频率越高,其对整个PLL的phase noise 贡献是减小10logN
: 另外一般如果是整数分频的话,PFD的工作频率就定了,比如信道间隔是1M,那么你的P
: ...................
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   windtauear (天地不仁,以万物为刍狗) 于  (Sun May 25 09:23:10 2008)  提到:
嗯是我记错了,确实是10logN
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 谢谢回答。
: 好像PFD工作频率越高,其对整个PLL的phase noise 贡献是减小10logN
: 另外一般如果是整数分频的话,PFD的工作频率就定了,比如信道间隔是1M,那么你的P
: ...................
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   faithful (可以) 于  (Sun May 25 15:29:29 2008)  提到:
Lpfd=(2*pi*rmsjitter)^2*Fpfd*N^2
PFD 工作频率越高 本身的等效 phase noise 是越大的, 只是在fix output frequency 的情况下,N成比例减小, 所以close loop 时 attenuate N^2 最终attenuate N
PFD的phase noise 可以通过公式由rmsjitter 得到。
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 谢谢回答。
: 好像PFD工作频率越高,其对整个PLL的phase noise 贡献是减小10logN
: 另外一般如果是整数分频的话,PFD的工作频率就定了,比如信道间隔是1M,那么你的P
: ...................
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   seaskyyuhan (海天一色) 于  (Sun May 25 21:39:26 2008)  提到:
基本赞同,再加一点,来自VDD/VSS的噪声也非常关键,尤其rfpll中。对VCO NOISE的优化,应该是在最关心的频率范围内,要使提供尽可能小的偏置电流时的输出电压恰好到达最大幅值。
【 在 windtauear (天地不仁,以万物为刍狗) 的大作中提到: 】
: pfd的工作频率越高,则它对输出的phase noise的贡献越小(20logN),假定输出不变
: 前面已经说过,从公式来看,pfd+loop和divider为in band noise的贡献,但是选择较高的ref可以将它们的影响降低,同样vco的pn也可以依据优化带宽,但是它受Q的影响太大,而片上电感的Q很可能测得时候发现掉了不少,所以最后你会发现pfd,cp,divider对in band noise的贡献很小,反而是ref和vco这种高Q的电路对in band noise的贡献最大...所以还是应该按toctory说的,关按照书本上是不行的,还是得结合实际电路和指标来做
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   seaskyyuhan (海天一色) 于  (Sun May 25 21:42:24 2008)  提到:
同不懂,pfd数字电路也有psrr这么一说?
【 在 buckaroo (置之度外) 的大作中提到: 】
: “标准CMOS的PFD,其噪声一般可忽略”
: “但其PSRR的影响比CP的PSRR影响大” 这句话没看懂,仅仅是因为CP有个电流源?
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   athoma (屁唉起地...) 于  (Mon May 26 10:26:55 2008)  提到:
我怎么记得是20logN?
【 在 windtauear (天地不仁,以万物为刍狗) 的大作中提到: 】
: 嗯是我记错了,确实是10logN
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   easyads (hehe) 于  (Mon May 26 12:51:08 2008)  提到:
恩。那么我问一些如何仿真PFD的jitter呢?
是不是做pss+pnoise 分析, noise source 选择的是jitter?
另外我看到pnose 分析里面, noise source 有一个是time domain(strobed noise)
,下面有两个参数noise skip count和number of points,或者add specific Points?
最后设置的几个参数是什么意思呀?
另外noise source 选择jitter 和time domain都可以仿真jitter, 这两个有什么区别
呀?
【 在 faithful (可以) 的大作中提到: 】
: Lpfd=(2*pi*rmsjitter)^2*Fpfd*N^2
: PFD 工作频率越高 本身的等效 phase noise 是越大的, 只是在fix output frequency 的情况下,N成比例减小, 所以close loop 时 attenuate N^2 最终attenuate N
: PFD的phase noise 可以通过公式由rmsjitter 得到。
: ...................
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   Bibgre (侧翼偏锋) 于  (Mon May 26 14:35:01 2008)  提到:
同问
noise和jitter要如何仿真呢?
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: 恩。那么我问一些如何仿真PFD的jitter呢?
: 是不是做pss+pnoise 分析, noise source 选择的是jitter?
: 另外我看到pnose 分析里面, noise source 有一个是time domain(strobed noise)
: ...................
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   chip (加油!中国!) 于  (Thu May 29 16:03:00 2008)  提到:
有人给解释一下吗?这个我也一直不是很清楚,包括查designers-guide.org也没有比较清晰的解释
【 在 easyads (hehe) 的大作中提到: 】
: : :
:
: 恩。那么我问一些如何仿真PFD的jitter呢?
:
: 是不是做pss+pnoise 分析, noise source 选择的是jitter?
:
: 另外我看到pnose 分析里面, noise source 有一个是time domain(strobed noise)
: ,下面有两个参数noise skip count和number of points,或者add specific Points?
:  最后设置的几个参数是什么意思呀?
:
: 另外noise source 选择jitter 和time domain都可以仿真jitter, 这两个有什么区别
: 呀?
:
:
: 【 在 faithful (可以) 的大作中提到: 】
: : Lpfd=(2*pi*rmsjitter)^2*Fpfd*N^2
: : PFD 工作频率越高 本身的等效 phase noise 是越大的, 只是在fix output frequency 的情况下,N成比例减小, 所以close loop 时 attenuate N^2 最终attenuate N
: : PFD的phase noise 可以通过公式由rmsjitter 得到。
: : ...................
:
: --
:
: ※ 来源:·水木社区 newsmth.net·[FROM: 58.37.140]
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   walkingsun (在夜色的掩护下。。。) 于  (Thu May 29 16:22:25 2008)  提到:
jitter不清楚
但是有阈值的电路应该可以用timedomain的noisetype
pss完了,找到2个edge的时间,比如1us和2us
在noise skip count 填一个很大的数,大于pss周期内采样点数,比如1000
勾上add specific point, 填  1u 2u
然后就知道这两个时间点的噪声电压
除以edge rate 乘以 信号角频率
就行了,注意分清楚是功率还是幅度
这个designer guide上有
【 在 chip (加油!中国!) 的大作中提到: 】
: 有人给解释一下吗?这个我也一直不是很清楚,包括查designers-guide.org也没有比较清晰的解释
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   chip (加油!中国!) 于  (Thu May 29 16:50:30 2008)  提到:
thanks,designers-guide是论坛里面吗?
【 在 walkingsun (在夜色的掩护下。。。) 的大作中提到: 】
: jitter不清楚
: 但是有阈值的电路应该可以用timedomain的noisetype
: pss完了,找到2个edge的时间,比如1us和2us
: ...................
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   walkingsun (在夜色的掩护下。。。) 于  (Thu May 29 18:33:51 2008)  提到:

A introduction to cyclostationary noise

predicting the phase noise and jitter of PLl-based frequency synthysizers
公式在后面那篇,(35)
【 在 chip (加油!中国!) 的大作中提到: 】
: thanks,designers-guide是论坛里面吗?

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