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PLL的稳定性问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
各位高手,问个电荷泵PLL的稳定性问题。从PLL开环的波特图上来看,在单位增益时的相位裕度可以达到60度,是稳定的,可因为在原点就有两个极点,所以在低频时的相位裕度是很小的,那PLL不是不稳定了吗?好像很少有地方讨论这个问题,请大家说说。

我指的是在低频时的稳定

这个问题需要高人解答。

PLL的系统稳定不存在低频不低频,它的反馈系统不是单纯的一个电压信号。而是相位误差先转化为电流信号,再转化为电压信号,最后又产生了相位信号。因此传统的波特图对于PLL分析来说是有局限性的。

那为什么PLL还有60度的相位裕度要求,还需要补偿呢?
那么该如何分析呢?

进来的人都说说吧

顶起来!

请告诉我,为什么低频达到180就是不稳定的?

8# sniperbill

低频时到180度已经没有相位裕度了,这么理解不知对不对

lu guo...

你的PLL带宽是多少?只要频率低于你的PLL单位增益带宽,即使没有相位裕度,系统也是稳定的。判定一个系统是不是稳定不仅仅要要考虑相位裕度,同时还要考虑增益。

在任何震荡情况下,系统的环路平均增益就是为1的,不明白你说考虑增益是什么意思.
你是不是想说还要考虑频率吧?
之所以锁相环不考虑零频率震荡的情况是因为在低频情况下的震荡,和不震荡是一样的。就好象说,这个系统不稳定,不稳定点的震荡频率为0.00000001赫兹一样。
其实这个问题存在于很多环路仿真中,如果你把AC仿真的最小频率设为0.000000001Hz,你就会发现,在很低的频率时候相位域度也是不满足的。

低频时是有超过60度的相移,但那不是相位裕度。巴克豪森判据中不稳定的条件是增益为1的同时,相移180度。低频时即使相移180度,但增益也很高,不会发生不稳定的问题。当增益随频率下降到1时,对应的(180度-相移)才是相位裕度。

电荷泵锁相环不是连续时间系统,请参考更加靠谱的Z域分析。

我的理解是当增益大于1时,必须有一定的相位裕度,不一定要到60度,但肯定不能没有相位裕度,也就是说相移是不能到180度的,否则振荡。巴克豪森说的是不稳定的条件,不表示低频时即使相移180度,但增益也很高不会发生振荡。请大家继续讨论,谢谢。

不好意思,请回去看一看S域分析的的条件再回帖好么?
我承认,z域分析是更加精确。但是z域只是证明s域分析的可靠性,真正方便的方法还是s域。
你的回帖告诉我,你并不明白为什么锁相环能够采用s域来分析离散系统的原因,呵呵!
小编问的问题很正确,只是这个问题早就被证明没有问题了!

同意你的观点。

13# ilikeeatingcake

谢谢啦


你说的有道理,频率很低时的情况可能如你所说。可是,如果我的PLL环路带宽是500K,而在1k频率时的相位裕度已经很小了,甚至有可能没有相位裕度了,这时系统还能稳定吗?

我知道这个问题已经被证明没有问题了,但没搞清楚原理,请指教。谢谢

PLL是稳定的吗

环路稳定性要求在相位-180的时候增益不能为1,如果-180的时候增益不为1, 也不会振荡

不对吧,如果-180的时候增益大于1也不会振荡?

不知道原始設計有沒有放大器,若沒有這些討論有問題。

举个最简单的例子,你把运放的环路AC特性扩展到0.0000001hz,你会发现,在低频也存在相位裕度不满足的问题,呵呵!

可以这样理解,在低频情况下锁相环环路不稳定,也震荡,只不过振荡频率为0。

我来回答你的问题。这反映了用开环传递函数描述系统稳定性的局限性。因为开环传递函数有一个零点,所以可能在闭环传递函数中改变甚至抵销极点的影响。如果你发现开环的相位或幅度不是单调的,就要特别小心。举个例子:设系统的开环传递函数为H(s)=(1+1/s)*(1/s)=(1+s)/(s^2)。显然在DC附近相位为-180度。但是,因为系统有一个零点。闭环传递函数为H(s)/(1+H(s))=(S+1)/(s^2+s+1)。系统的两个极点在-0.5+j*sqrt(0.75)和-0.5-j*sqrt(0.75)。所以系统是稳定的。

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