MT-086指南.PDF

MT-086 指南 锁相环(PLL)基本原理 锁相环基本结构 锁相环是一种反馈系统，其中电压控制振荡器(VCO)和相位比较器相互连接，使得振荡器 可以相对于参考信号维持恒定的相位角度。锁相环可用来从固定的低频信号生成稳定的 输出高频信号等。 图1A显示了PLL的基本模型。PLL可以借助拉普拉斯变换理论，利用正向增益项G(s)和反 馈项H(s)来作为负反馈系统进行分析，如图1B所示。其适用负反馈系统的一般公式。 ERERRORROR DETEDETECTORCTOR LOLOOPOP FILTEFILTERR VCOVCO PHASEPHASE CHARGECHARGE DETDETECTORECTOR PUMPPUMP FEEDFEEDBABACKCK DIVDIVIDERIDER FFOO = N F= N FREFREF (A) PLL MODEL(A) PLL MODEL (B) STANDARD NEGATIVE FEEDBACK CONTROL SYSTEM MODEL 图1：锁相环(PLL)基本模型 PLL的基本模块为误差检波器(由鉴频鉴相器和电荷泵组成)、环路滤波器、VCO和反馈分 频器。负反馈强制误差信号e(s)在反馈分频器输出和基准频率处于锁相和锁频状态且FO = NFREF 的点处接近0 。 根据图1，当系统使用PLL来生成高于输入的频率时，VCO会以角频率ω 振荡。该信号的 O 一部分会通过分频器以1/N的比率回馈到误差检波器。这种经过分频的频率会馈入误差检 波器的其中一个输入端。本例中，另一路输入为固定参考信号。误差检波器会比较两个 输入端的信号。当这两个信号输入的相位和频率相等时，误差为常数，环路则处于“锁定” 条件下。 Rev.0, 10/08, WK Page 1 of 10 MT-086 鉴频鉴相器(PFD) 图2显示鉴频鉴相器(PFD)的常见实现方案，该类器件基本上都由两个D型触发器组成。一 路Q输出使能正电流源，另一路Q输出则使能负电流源。假设本设计中D型触发器由正边 沿触发，那么可能状态就如逻辑表中所示。 CPCP PFDPFD V+V+ UPUP HIHI D1D1 Q1Q1 II +I+I U1U1 00 +I+INN CLR1CLR1 CP OUTCP OUT (A)(A) OUOUTT OFOF FREQ FREQUEUENCY