小数分频锁相环的工作原理下一代无线基站的成功设计技巧议程-PLL介绍及小数分频锁相环的优点-小数分频锁相环的错误使用-小数分频锁相环详解-参考杂散及如何减少杂散-总结2锁相环基础R计数器PDFf鉴相器环路fref滤波器vco÷R及无噪声及稳定的电荷泵压控振荡器参考信源N计数器÷NPDF:鉴相频率fff=refvco⇒f=Nref⋅N=PDF⋅RNvcoR•整数分频锁相环:–fvco=(N)PDF,(N+1)PDF,(N+2)PDF,…..•小数分频锁相环:–fvco=(N)PDF,(N+0.02)PDF,(N+0.04)PDF,…..–N=Ninteger+Nfractional3小数分频锁相环的优点•鉴相频率(PDF)有更多选择–例如:最小频率步进=30KHz–整数分频锁相环:•fvco=(N)PDF,(N+1)PDF,(N+2)PDF,.....•最小鉴相频率(PDF)=30KHz–小数分频锁相环:•fvco=(Nint)PDF,(Nint+Nfractional)PDF,(Nint+2xNfractional)PDF,…..•最小鉴相频率(PDF)=–300KHz(若Nfractioanl=0.1)–3MHz(若Nfractional=0.01)4小数分频锁相环的优点–无线对讲机必须以1Hz为频率步进整数分频锁相环:•鉴相频率(PDF)=1Hz!!!小数分频锁相环:•鉴相频率(PDF)=10KHz(若Nfractional=0.0001)5小数分频锁相环的优点•N值较小–例如：fvco=1200MHz而鉴相频率(PDF)=30KHz–整数分频锁相环:•fvco=N·PDF•1200MHz=N·30KHz•N=40000–小数分频锁相环:•若鉴相频率(PDF)=3MHz,N=400•N值越低，增加的噪声便越少6小数分频锁相环的优点-80-120N=40000N=400-160Phasenoise/dBc/Hz-2000.11101001000Offset/KHz•N计数器会令频综的噪声增加20log(N)–整数分频锁相环:噪声增幅=92dB–小数分频锁相环:噪声增幅=52dB•N值越低，增加的噪声便越少7频率准确度•小数分频锁相环的分辨率(FDEN)取决于N计数器的位数(n)，亦即FDEN=2n-1–12位N计数器⇒FDEN=1至4095–22位N计数器⇒FDEN=1至4194303FNUM–已知N=,FNUM=0,1,2,3,…,FDENfractionalFDEN•小数分频锁相环的最低频率步进相等于PDF/FDEN–12位N计数器⇒频率步进=1Hz(若PDF=4.095KHz)–22位N计数器⇒同样的PDF可支持0.0009763Hz的频率步进•1Hz的频率增幅需要1024步进•1024x0.0009763=0.9997312≠1Hz!!!8频率准确度•频率范围:1966.08至1986.08MHz•步进大小:40KHz•例子1–fref=10MHz,PDF=40KHz–N=49152,49153,49154,…..–fvco=1966.08,1966.12,1966.16,…..MHz9频率准确度•例子2–fref=12.288MHz,PDF=12.288MHz,FDEN=2500000–N=160,160.0032552,160.0065104,…..–fvco=1966.08,1966.1199998976,1966.1599997952,…..MHz–频率准确度=0,0.52,0.0104,…..ppbSystemGSMCDMAWCDMATDSCDMAAccuracy50ppb50ppb50ppb50ppb•fref不一定是整数10频率准确度恢复的含噪声系统时钟锁相环122.88MHz至ADC61.44MHz至FPGA分发245.76MHz至DAC30.72MHz至serdes压控晶体振荡器61.44MHz491.52MHz30.72MHzLO锁相环锁相环491.52除以4=122.888=61.442=245.761850.2MHz至16=30.72混频器压控晶体振荡器压控振荡器10MHz11Deltasigma小数分频锁相环•第一级deltasigma锁相环–没有补偿的传统式小数锁相环–N计数器交替采