第二章环路参数与相位噪声分析 第二章 环路参数与相位噪声分析 2.1环路参数设计 锁相环(PLL)环路参数包括参考晶振时钟频率，电荷泵电流大小，滤波器电 容和电阻参数，压控振荡器调谐增益以及分频比。其中分频比由输出频率范围和 参考时钟频率共同决定。这些参数的选取在一定程度上直接决定了锁相环的性 能，也是电路设计之前首先考虑的问题。 环路参数设计可以用根轨迹法和相位裕度最大法1][2]。根轨迹形象的揭示 了开环增益，开环零极点和闭环零极点的之间的相互关系。开环增益取几何平均 值以取得最佳的环路稳定性，使得环路能够在工艺，电压和温度变化范围内依然 正常工作。相位裕度最大法以开环增益波特图出发，选取使当的环路参数使得开 环传输函数的相位裕度曲线在开环增益为1时达到最大。根轨迹方法比较直观， 但数学运算比较复杂，相位裕度最大法直接由相位裕度确定环路参数之间的关 系，因而计算起来比较简单。 2.1.1环路开环传输函数 PFD+CP LPF VCO cp Hpf(S) co no Divider 1 图2-1锁相环频率综合器系统框图 基于电荷泵的锁相环本质上是时变系统，精确的分析必须考虑电路的时变特 性。但这样分析起来相当复杂，而且不容易直观上把握。在大部分情况下，环路 带宽与参考时钟频率相比都很小，这样在参考时钟的每个周期内，环路内部状态 变化都非常小，研究每个参考时钟周期内环路的变化并没有太大意义。然而，我 们更多的是关心多个参考时钟周期内环路所表现的平均特性。这样的研究方法就 5第二章 环路参数与相位噪声分析 5 第二章 环路参数与相位噪声分析 2.1 环路参数设计 锁相环(PLL)环路参数包括参考晶振时钟频率，电荷泵电流大小，滤波器电 容和电阻参数，压控振荡器调谐增益以及分频比。其中分频比由输出频率范围和 参考时钟频率共同决定。这些参数的选取在一定程度上直接决定了锁相环的性 能，也是电路设计之前首先考虑的问题。 环路参数设计可以用根轨迹法和相位裕度最大法[1][2]。根轨迹形象的揭示 了开环增益，开环零极点和闭环零极点的之间的相互关系。开环增益取几何平均 值以取得最佳的环路稳定性，使得环路能够在工艺，电压和温度变化范围内依然 正常工作。相位裕度最大法以开环增益波特图出发，选取使当的环路参数使得开 环传输函数的相位裕度曲线在开环增益为 1 时达到最大。根轨迹方法比较直观， 但数学运算比较复杂，相位裕度最大法直接由相位裕度确定环路参数之间的关 系，因而计算起来比较简单。 2.1.1 环路开环传输函数 图 2-1 锁相环频率综合器系统框图 基于电荷泵的锁相环本质上是时变系统，精确的分析必须考虑电路的时变特 性。但这样分析起来相当复杂，而且不容易直观上把握。在大部分情况下，环路 带宽与参考时钟频率相比都很小，这样在参考时钟的每个周期内，环路内部状态 变化都非常小，研究每个参考时钟周期内环路的变化并没有太大意义。然而，我 们更多的是关心多个参考时钟周期内环路所表现的平均特性。这样的研究方法就