(PLL)死区及颤动功能的影响。在运用电荷泵环路滤波的PLL规划中,经过产生具有最小脉宽的鉴相输出脉冲,能减轻PLL的死区效应和相关的
一般选用依据电荷泵的环路滤波。MAX9382便是这样一款鉴相/鉴频器,用于依据电荷泵的环路滤波架构。MAX9382的要害参数之一是保证最短脉冲宽度,以消除电荷泵环路滤波规划中一般呈现的死区效应。
MAX9382把输入的相位差转化为可变脉宽的两路脉冲输出,这些输出为“上”、“下”端的脉冲信号,用来操控环路滤波电荷泵。当两个输入频率不一起,MAX9382好像一个鉴频器,其输出时刻均匀值是输入频率差的函数。这种转化大大改进了环路确定带外信号的才能。图1给出了MAX9382的内部框图,图2给出了MAX9382输出均匀(直流)电压值与输入相位差之间的函数联系。式1、式2和式3阐明当输入频率相一起(环路确定条件下)和输入频率不一起(环路失锁条件下)鉴相/鉴频器的传输函数。
图3给出了一个典型的电荷泵和无源环路滤波架构。这个架构运用开关选通匹配的电流源出和电流吸入,操控电流流入或流出环路滤波器。依据鉴相器输入的相差在“上”、“下”输出端产生不同脉宽的脉冲,使环路滤波器电压上升或下降。确定条件下,鉴相器在电荷泵的两个输入产生一串相同脉宽(最小脉宽)的脉冲信号,式4和式5给出了电荷泵滤波器的传输函数和环路滤波网络的阻抗。
图4给出了一个完好的锁相环框图,由鉴相器、电荷泵、环路滤波器、VCO和反应分频器(需求时)构成。式6给出了根本的环路传输函数,式7为确定条件下完好的环路传输函数。式1至式7是在不同环路元件下经过线性呼应推导出来的公式,没考虑鉴相器和电荷泵的取样特性。
依据电荷泵架构锁相环的潜在缺陷是:滤波器输入可以呼应的最小脉冲宽度受限。锁相条件下,典型的鉴相器输出是“上”、“下”输出一串十分短的脉冲。假如这些脉冲关于环路滤波器来说太窄,将会产生零相位邻近的环路死区效应。这种死区效应将导致相位偏移、增大锁相输出时钟的颤动。有些体系会特别引进必定的相位偏移,使鉴相器输出远离死锁区域。MAX9382经过界说恰当的最短“上”、“下”输出脉冲防止死区效应。图5显现了当VCO信号(V)超前于参阅输入信号(R)时,MAX9382的输入、输出时序,这样的一种状况下,鉴相器在其“上”端(U)输出一串窄脉冲,在“下”端(D)输出一串宽脉冲。“上”、“下”输出脉冲宽度之差即为所需求的V、R输入跳变时刻差。
防止死区效应的最小脉冲宽度主要由电荷泵的最小输入脉冲宽度和鉴相器输出脉冲的上升、下降特性决议。式8用于核算最小脉冲宽度的近似值。MAX9382目标保证370ps的最小输出脉宽和最大190ps的输出上升/下降时刻。经过式8核算特定环路滤波器的最小输入脉冲宽度,所得成果为360ps。任何最小输入脉冲宽度低于该值的环路滤波器即可与MAX9382合作运用,构成没有死区效应的环路。
图6论述了环路相位呼应大约为零、最小脉冲宽度过小时的影响。图中显现了两种呼应曲线ps的输入脉冲宽度,鉴相器输出的上升、下降时刻为190ps。第一个呼应为鉴相器最小输出脉冲宽度近似为0ps的状况,第二个呼应为鉴相器满意最小输出脉冲宽度条件的状况(本例中,MAX9382的最小脉宽为370ps)。
MAX9382数据资料给出了在可用输入相位规模±π状况下,典型的最大作业频率为450MHz。详细使用中,最大作业频率由器材的内部传输延时和可用输入相位规模决议。内部复位脉冲用于操控最小输出脉冲宽度。假如在收到下一个有用输入沿时该复位脉冲有用,鉴相电路将错失这个输入沿。这个复位脉冲的保持的时刻并没有在MAX9382数据资料中规则,但它的有用值可以精确的经过输入、输出延时推算出来。例如,“V”输入超前“R”输入时,当“D”输出的下降沿与“V”输入的上升沿对齐时,到达输入相位规模的约束;关于“R”输入超前于“V”输入的状况,在“R”输入和“U”输出之间会产生相似景象。式9给出了“V”超前“R”时最大输入相位的近似表达式。图7给出了对应的时序图。相同能给出“R”超前于“V”状况下的表达式和波形。
图7所示时序图描绘了最大相位条件下的输入、输出波形。进一步增大超前输入相位,将导致随后的“V”输入上升沿被疏忽,输出复位至差分低电平状况。鉴相器将呼应接下来的输入上升沿,并将其作为超前波形。图7示例中,后续的边缘会呈现在“R”输入,鉴相器呼应是针对“R”超前“V”的条件得出的。
式1、式2和式3给出了输入频率相同条件下(确定条件)和输入频率不同条件下(对应于fV fR、fV fR)鉴相/鉴频器的传输函数。