鉴频鉴相器的指标对锁相环(PLL)死区及抖动性能的影

鉴频鉴相器的指标对锁相环(PLL)死区及抖动性能的影
该应用笔记讨论了鉴频鉴相器的指标对锁相环(PLL)死区及抖动性能的影响。

在使用电荷泵环路滤波的PLL 设计中，通过产生具有最小脉宽的鉴相输出脉冲，可以减轻PLL 的死区效应和相关的锁相环抖动。

锁相环广泛用于电信行业，实现倍频、数据提取和时钟恢复。

这些锁相环通常采用基于电荷泵的环路滤波。

MAX9382 就是这样一款鉴相/鉴频器，用于基于电荷泵的环路滤波架构。

MAX9382 的关键参数之一是确保最短脉冲宽度，以消除电荷泵环路滤波设计中通常出现的死区效应。

MAX9382 把输入的相位差转换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，用来控制环路滤波电荷泵。

当两个输入频率不同时，
MAX9382 如同一个鉴频器，其输出时间平均值是输入频率差的函数。

这种转换大大改善了环路锁定带外信号的能力。

图1 给出了MAX9382 的内部框图，图2 给出了MAX9382 输出平均(直流)电压值与输入相位差之间的函数关系。

式1、式2 和式3 说明当输入频率相同时(环路锁定条件下)和输入频率不同时(环路失锁条件下)鉴相/鉴频器的传输函数。

图1. MAX9382 鉴频/鉴相器
图2. MAX9382 鉴频/鉴相器理想状态下的响应
基于电荷泵的环路滤波图3 给出了一个典型的电荷泵和无源环路滤波架构。

这个架构利用开关选通匹配的电流源出和电流吸入，控制电流流入或流出环路滤波器。

根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。

锁定条件下，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。