PLL原理與設計要點

2021-07-27 15:25:38 字數 1079 閱讀 6015

pll就是phase-locked loop,鎖相環。在許多場合,我們需要獲得乙個和輸入訊號或者載波同頻同相的本地訊號,這就要用到pll,它是當前頻率合成常用手段之一。其結構如下:

pd是鑑相器,用於檢測兩個輸入訊號的相位差,有數字方式的也有模擬方式。模擬方式最好理解,設輸入訊號分別為cos(wt+a)和cos(wt+b),兩者相位不同,經過乙個乘法器:

cos(wt+a)*cos(wt+b)=0.5cos(2wt+a+b)+0.5cos(a-b)

這樣我們就得到了乙個直流分量0.5cos(a-b),只要後面的lpf能夠將這個直流分量濾出來就可以控制vco了。不過這種結構已經不用了,因為容易出現振幅調製現象。現在的鑑相器都採用數字結構,設計簡單,效果也好。不過用這種原始的模擬方法來理解鑑相器的原理是個不錯的選擇。數字架構的鑑相器實現方式也有幾種,時間原因,有機會再和大家**。

lpf濾波器,將鑑相器輸出訊號變為直流訊號來控制vco,濾波器大家應該都比較熟悉了,種類很繁多,設計技巧也太多了,一篇博文根本寫不下,專著很多大家可以查閱,這裡只是舉個例子,如下圖是乙個運放構成的有源濾波器:

優點是可以有效驅動下一級的vco,設計關鍵是頻寬,如果頻寬太窄,運放帶來的相位滯後,很有可能導致整個電路的不穩定;與之相反,如果頻帶太寬引入的雜訊有太大,需要相互兼顧,極端偏頗是行不通的。電路設計中這樣的矛盾很多,如何拿捏那個度往往是設計的難題,但恰恰也正是電路設計的樂趣所在。

div分頻器,這個可用的ic很多,電路也很簡單,大家拿過來直接用就好了,在vhf頻段這並不是設計難題,不過vhf並不是很高的頻段,只有30mhz到300mhz,距離釐公尺波公釐波還遠著呢,設計難度很低,隨頻率的提高,分頻器的問題也有很多,功耗怎麼解決,工作頻段如何提公升,都是很好的課題,之前也做了半年這方面的改進嘗試,還是很有趣味很有挑戰的。

最後,如何衡量乙個pll電路的好壞呢,主要是從以下三個方面著手,雜訊、動態效能和穩定度,一款優秀的pll在這三個方面應該都有比較好的表現。

PLL 鎖相環 電路原理

最近在看系統時鐘,網上找了幾篇關於鎖相環資料,拼了一篇文件,覺得自己看明白了,分享出來 一 pll 鎖相環 電路原理 在通訊機等所使用的振盪電路,其所要求的頻率範圍要廣,且頻率的穩定度要高。無論多好的lc振盪電路,其頻率的穩定度,都無法與晶體振盪電路比較。但是,晶體振盪器除了可以使用數位電路分頻以外...

PLL 鎖相環 電路原理

最近在看系統時鐘,網上找了幾篇關於鎖相環資料,拼了一篇文件,覺得自己看明白了,分享出來 一 pll 鎖相環 電路原理 在通訊機等所使用的振盪電路,其所要求的頻率範圍要廣,且頻率的穩定度要高。無論多好的lc振盪電路,其頻率的穩定度,都無法與晶體振盪電路比較。但是,晶體振盪器除了可以使用數位電路分頻以外...

PLL 配置後的復位設計

很多fpga設計中都會涉及到多個時鐘,使用器件內部的pll或者dll會使得多個時鐘的管理變得更加容易。但是當多個時鐘都是用pll dll產生時,他們的系統復位訊號如何設計才更加穩定呢?在上一章 fpga 復位設計 的內容裡提出了非同步復位 同步釋放的方法,那麼在系統復位後 pll時鐘輸出前,即系統的...