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該理論的實驗室驗證

我們在實驗室中再現(xiàn)了圖 5 和圖 7 所示的 PLL 系統(tǒng)。用一個精確的電源儀表在充電泵節(jié)點處引入外部電流，以清除由系統(tǒng)固有泄漏引起的內(nèi)在基頻基準(zhǔn)雜散噪聲。然后，額外給環(huán)路注入特定大小的電流，同時測量基頻基準(zhǔn)雜散噪聲的大小。圖 8 比較了對兩種類型的濾波器所測得和所計算的值。在儀器準(zhǔn)確度和組件容限范圍內(nèi)，所測得和所計算的數(shù)字是一致的。

圖 8：采用有源和無源環(huán)路濾波器時，所測得和所計算的基頻基準(zhǔn)雜散噪聲比較

表 1 給出了用來產(chǎn)生圖 8 測量結(jié)果的 PLL 系統(tǒng)之更多細(xì)節(jié)。

表 1：用來產(chǎn)生圖 8 比較數(shù)據(jù)的 PLL 系統(tǒng)之細(xì)節(jié)

結(jié)果匯總

表 2 匯總了本文得出的等式。

表 2：預(yù)測直至三階諧波的基準(zhǔn)雜散噪聲的公式

結(jié)論

在 RF 系統(tǒng)設(shè)計中，整數(shù) N PLL 的工作原理和非理想性是重要課題。基準(zhǔn)雜散噪聲可能對系統(tǒng)總體性能造成顯著的負(fù)面影響。一種簡單但準(zhǔn)確的、預(yù)測 PLL 泄漏電流引起的基準(zhǔn)雜散噪聲的模型可能成為有用的工具，可以節(jié)省時間，并減少電路板修改次數(shù)。運(yùn)用本文列舉的電路得到的測量值驗證了推導(dǎo)出的模型的準(zhǔn)確性。

附錄：用窄帶 FM 等式推導(dǎo)出的雜散噪聲與載波之比

考慮以 LO 頻率 fc (單位：Hz) 為中心的 FM 信號。該信號可以表示為：

就本文而言，調(diào)制信號是一個音調(diào) —— 鋸齒波傅立葉級數(shù)的分量之一，由以下等式給出：

然后，e(t) 可以表示為：

參考書目

1. B. P. Lathi, “Modern Digital and Analog Communication Systems”, Third Edition, Oxford University Press, 1998, ISBN 0195110099

2. F. M. Gardner, “Phaselock Techniques”, Third Edition, John Wiley and Sons, 2005, ISBN 0471430633

3. Linear Technology, LTC6945 Datasheet, 1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA, 95035, www.linear.com.cn

4. R. E. Best, “Phase-Locked Loops, Theory, Design, and Applications”, Second Edition, McGraw-Hill, 1993, ISBN 0079113869

5. W. F. Egan, “Frequency Synthesis by Phase Lock”, Second Edition, John Wiley and Sons, 2000, ISBN 0471321044

6. Z. Tranter, “Principles of Communications, Systems, Modulation, and Noise”, Fourth Edition, John Wiley and Sons, 1995, ISBN 0471124966