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> 节选自应用笔记《射频与微波技术实用手册》P268

单环路PLL

单个高频PLL可以解决频率转换问题但很难设计出环路带宽足够低从而能够滤除高噪声参考影响的PLL。

搭载低频高性能VCO/VCXO和低环路带宽的PLL可以清除高噪声参考但无法提供高频输出。

高速和噪声过滤可以通过结合两个PLL同时实现先是一个窄环路带宽的低频PLL带宽30Hz至100Hz用于清除抖动其后是一个环路带宽较宽普通设计如200kHz的高频PLL。

ADI典型器件有AD9523AD9523-1和AD9524等。

双环路PLL

双环路PLL不是简单的可减少固定量的参考输入抖动的频率转换器

但更加准确的说法是它是低相位噪声频率转换器其性能受到各个PLL的环路带宽以及VCO/VCXO的相位噪声曲线的影响。

仿真图如下可见PLL1的输出相位噪声远远低于原始参的相位噪声。

时钟_clip.png

PLL1的环路带宽会在带外显著衰减参考频率的相位噪声使带外的噪声中VCXO的低噪声占据主导地位。并不是环路带宽外毫无影响

参考频率的噪声影响会持续到频偏约20kHz处在此之外PLL1的输出相位噪声由其环路设置和VCXO的性能所主导。

设计原则

故PLL1的设计需要注意以下几点以便实现抖动的清除

  • 低环路带宽
  • 使用低KVCO、低相位噪声的低频、高性能VCXO

结论

PLL1的抖动清除功能可以防止多数参考输入相位噪声到达PLL2。

高噪声参考输入确实会影响近载波相位噪声频偏10kHz以下但器件的总输出抖动是由器件的性能而非参考频率的性能所主导的。

远高于PLL1带宽的时候如12kHz至20MHz之间的情况输出抖动不受输入抖动的影响。

真正的性能指标不是声称双环路PLL可以衰减多少抖动而是它会产生多少抖动。