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如何设计频率合成器和锁相环芯片

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
本人从事频率合成器微波电路设计已有5年,后转入频率合成器的芯片设计。
深感自己在其中摸索前进的艰辛,尽自己的微薄之力为大家服务。
大家在锁相环设计中遇到什么问题,或者不懂的概念,可以回帖,我会尽力不定期回复的。
如我的理解有问题,也欢迎在论坛中潜水的大牛们指正

这个要顶,先谢过LZ...

小编正好我有问题,通用的PLL,预分频和环路分频都可配置的锁相环怎么保证稳定性呢,我们一般的锁相器都是输出固定频率的

小编好人啊,好好努力吧

http://bbs.eetop.cn/thread-365628-1-2.html,小编遇到过没?

好人一枚

顶顶顶!

小编正好我有问题,通用的PLL,预分频和环路分频都可配置的锁相环怎么保证稳定性呢,我们一般的锁相器都是输出固定频率的
工程上一般相位裕量取45度即可,鉴相器频率比环路滤波器小20倍即可。
从频谱上看,据中心频率处的环路带宽附近无明显鼓包即可

guot
0.35um工艺,电源电压vdd=2.2~5V,典型3V;VCO由内部LDO供电,不超过2.5V,VCO输出给一个简单的功率放大级到pad,以便回来测试;
测试步骤及现象描述:
1、先3V电源电压上电,PLL锁定情况OK(比如说锁定的中心频率点400MHz);
2、然后vdd调到2.2V到2.5V之间,PLL也能锁定,但感觉锁定时间比较长,一上电频谱分析仪上先是中心频率点左右有好几条跳动杂乱的频谱、无法固定,然后等上几秒钟甚至10s后,这些杂乱的谱线慢慢消失,PLL锁定,屏幕上只有被锁定的那条中心谱线,但这条谱线时不时偶尔也会上下跳动,感觉不太稳;
3、然后vdd加到4.5V及以上,也能看到锁定的那个很清晰的谱线,PLL锁定OK;
(步骤一vdd=3.0V和步骤三,锁定的中心谱线偶尔也会出现上下跳动的情况,不太稳,只是低压下跳动的这种情况更明显)
问题是:
这种现象不能重复,也就说,当完成这三步之后,断电再重新上电,无论vdd多少,PLL均无法锁定,屏幕显示的频点很多很杂散,无明显尖峰,而且主要显示的是在低频区域有一大坨!最高的那点只有几十MHz,而这些杂乱的频谱基本不随vdd或晶振的变化而变化(甚至晶振去掉也是如此),只是片与片之间稍有离散。这些芯片还算好的,能看到一些测试现象,另外很多部分芯片直接跳过以上步骤123,一上电完全不锁定!检查了各DC点及晶振起振,均无问题。
对于能测到步骤123的那些芯片,特别是在vdd一旦加上去以后(4.5V以上),根本再也无法重复锁定的现象,vdd电压小一点(3V及以下)还稍好,断电再重新上电,现象还能重复。

从你描述的现象。
一上电频谱分析仪上先是中心频率点左右有好几条跳动杂乱的频谱、无法固定,然后等上几秒钟甚至10s后,这些杂乱的谱线慢慢消失
1,有机会锁定,说明你的电路在原理上无太大问题。
2,锁定情况随电压变化。很正常
电荷泵,会随你的电压不同--》电荷泵电流不同-》环路相位裕量和带宽不同--导致可能失锁。
3,屏幕显示的频点很多很杂散,无明显尖峰,而且主要显示的是在低频区域有一大坨!说明,环路工作,努力想锁定,
原因可能有,你的LDO稳定不?断开VCO,查看
电荷泵鉴相器,一般来说问题不大。
我的建议是:
1,先判断电源供电是否有问题。
2,检查VCO,并测VCO 的灵敏度,是否和算的一致。
3,查看其他电路是否有自激现象。
4,重新计算环路,一般工程上去50KHz~500KHz

首先多谢了,这些实用的取舍我也看过一些文献,懂一点皮毛(见笑了~),我的意思是指什么结构可以维持这个必要的相位裕度,因为对于输出为固定频率的PLL,整个环路和输入都已固定,基本上都可以找相关的文献算出各参数,但现在比如我想做一个输入在较宽范围内可变,环路分频也在较大范围内可配置,什么结构可以保证这个PLL的稳定性?

在工程上,做宽带N值变化大的PLL,一般取N的最大值和最小值的几何平均,(N1*N2)^0.5.
然后将计算出来环路值,看看N值最小的情况相位裕度,即可。
当其他不变只改变N时,一般低频处环路宽,相位裕度偏小,高频处,相位裕度大。(VCO的Kv一般随着频率的升高而增大)。这些结论简单推到下,就可以得出。
如果想保持整个宽带内环路带宽和相位裕度不变,有两种方法:
1,改变电荷泵电流。 优点:简单。缺点:相噪要差些
2,改变环路电阻和电容。优点:相噪较好。缺点:电路复杂
上面都是针对单环而言。

好的,多谢回复,其实我更想知道如何在配置预分频和环路分频的情况下,PLL在相当大的频率范围内自动保持这种稳定性

预分频不用考虑
只需考虑环路分频即可。
看你提的问题,估计你实际工程做的比较少,在实际工程中,都是尽可能的提高鉴相频率,获得低的相位噪声

我想用verilog HDL设计全数字锁相环,用来对输入信号进行一定范围的倍频,但没理解M、N和K什么关系,能不能解答一下。

小兄弟。

qingwen“4,重新计算环路,一般工程上去50KHz~500KHz”是什么意思?

小编您好。我用的是65nm,设计 输入数据是40G,时钟是10G的DFF。电源电压是1.2,请问,在前仿真时候,至少要保证DFF多大的-3db带宽。CML buffer要保证多大的带宽?我设置的摆幅是0.4V请问这样是否合理,因为摆幅与带宽成反比,但是大摆幅可以抑制噪声和BER。谢谢啦

小编发表的pll的论文 怎么下载不了呢?小编方便发邮箱吗?拜托!

小编,有没有关于FS测试的相关文档,现在我们芯片准备去流片了,但是还没有测试方面的只是积累,能否提供相关的文档?谢谢了

FS测试是什么东东?射频测试最好找有经验的人教你,涉及的东西很多,无法说清楚,我测试是按用户产品协议测试


不错,好人

这个随便百度一下就有

请问小编,小数分频频率合成一般用什么软件进行仿真比较好.

谢谢小编

好人 最近在做高频PLL mark 后续请教LZ

小编,请教一个关于VCO的问题.感谢~
http://bbs.eetop.cn/thread-587585-1-1.html

请问小编:相位裕量如何看?谢谢!

小编很忙啊好多帖子都没回复

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