假設(shè)您已經(jīng)通過迭代信息傳遞相位邊限和回路帶寬在鎖相環(huán)(PLL)上花費了一些時間,。但遺憾地是,,還是無法在相位噪聲,、雜散和鎖定時間之間達成良好的平衡,。感到泄氣,?想要放棄,?等一下,!你是否試過伽馬優(yōu)化參數(shù),?
伽馬優(yōu)化參數(shù)
伽馬是一個數(shù)值大于零的變量,。當伽馬等于1時,,相位邊限在回路頻處會達到最大值(圖1)。很多回路濾波器設(shè)計方法把伽馬值設(shè)為1,,這是個很好的起點,,但還有進一步優(yōu)化的空間。
圖1:伽馬等于1時的波德圖
伽馬能夠有效用于優(yōu)化帶內(nèi)相位噪聲,尤其是因壓控振蕩器 (VCO) 帶來的提升斜率,。此外,,如果因為鑒相器頻率限制和電荷泵電流,您無法獲得更高的回路帶寬,,伽馬能夠幫助您打破最大可實現(xiàn)回路帶寬的限制,。不過,如果您將伽馬值設(shè)置的很大,,則會明顯延長鎖定時間,。
圖2所示為伽馬對相位噪聲的影響?;芈穾捄拖辔贿呄尴嗤?,而伽馬值不同。伽馬值越高,,由于噪聲整形回路濾波器平緩度提升,,VCO的提升斜率也會變低。
圖2:相位噪聲 vs 伽馬值為1.0882時(a),;相位噪聲 vs 伽馬值為3.747時(b)
圖3所示為二階回路濾波器下可實現(xiàn)的最大回路帶寬 vs 不同的伽馬值,。鑒相器頻率及電荷泵電流保持不變。
圖3:回路帶寬 vs 伽馬值
如果設(shè)計目標為100kHz回路帶寬,,45度相位邊限,,當伽馬值限制為1時,您最多只能得到79kHz的回路帶寬,。然而,,如果您能接受更高的伽馬值,如伽馬值等于8,,則可以實現(xiàn)設(shè)計目標,。此時,回路帶寬為96.6kHz,,相位邊限為43.4度,。
但較高的伽馬值也有其蔽處:鎖定時間更長。圖4所示為不同伽馬值下200MHz頻率躍變的鎖定時間,;回路帶寬和相位邊限保持不變,。當伽馬值和回路帶寬分別為1和3.7,穩(wěn)定容差在±100Hz范圍內(nèi),,模擬鎖定時間值分別為46.5?s與118?s,。
圖4:鎖定時間 vs 伽馬值
使用案例
只要伽馬值優(yōu)化參數(shù)不限于1,您就能更自由的去開發(fā)您的PLL環(huán),。例如,,如果目標是實現(xiàn)最小時基誤差,,通常,您需要將回路帶寬與相位邊限設(shè)置為更高的數(shù)值,。如果伽馬值等于1,由于相位邊限響應(yīng)的峰值與回路帶寬一致,,您可能無法得到期望的高回路帶寬值,。這種情況下,您可以通過設(shè)置大于1的伽馬值,,犧牲鎖定時間,。這樣,您就可以得到更高的回路帶寬值,。
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