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1、------------------------------------------------------------------------------------------------A++--电荷泵锁相环设计方法研究第28卷第1期华 中 理 工 大 学 学 报 Vol.28 No.12000年 1月 J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech. Jan. 2000电荷泵锁相环设计方法研究鲁昆生 王福昌(华中理工大学电子与信息工程系)摘要:在归纳单端输出电流型电荷泵锁相环设计方法的基础上,计方法:直接
2、近似为电流型输出;otorola公司设计方法的错误.关 键 词:电荷泵锁相环;锁相频率合成器;中图分类号:TN74 ::2000)01200622031计方法1.1 环路设计公式具有单端三态电流型电荷泵的集成锁相频率合成器IC有Molorola公司的MC145190～MC145201等,它们的三态数字鉴频鉴相器的输出波形见图1,可见它们的PDout输出是单端三态电流型电荷泵,其内部等效电路及外部环路滤波图2 单端三态电流型电荷泵及环路滤波器——————————————————————————————————————-----
3、-------------------------------------------------------------------------------------------Φ=R2C1Ξn??2,(3)要保证环路稳定裕量足够大及瞬态响应快应选取(4)Φ=0.5～1.0. c.当锁相频率合成器作为调频发射机的激励源,并且占据频带为8L～8H(rad??s)的基带调制信号由VCO前端一点注入时,从基带信号至射频调制频偏之间的频率响应为高通型误差频率响应.为实现理想调频,通常选取Ξn≤8L??3.捉时间(ΠTP=???Ξ
4、0????Ξn),2(5) d.频率合成器信道切换时间约等于环路捕图1 鉴频鉴相器输出波形器如图2所示.图中,2个MOSFET工作于开关状态;Ip为恒流源;C2用于消除鉴相纹波,选取(1)C2=0.1C1. 环路滤波器特性主要由R2和C1决定,环路仍为理想二阶环,环路有关设计公式如下[1,2]:a.环路自然谐振频率1??2(2ΠΞn=[IpK0??NC1)],(2)——————————————————————————————————————------------------------------------------
5、------------------------------------------------------(6)式中?Ξ0为固有频差.e.二阶环是无条件稳定的,但因环路中采用了三态数字鉴频鉴相器,故严格来讲整个环路是离散时间系统,为防止环路不稳定,必须选择环路带宽足够小,满足稳定极限条件Ξn≤Ξr??10,式中,Ξr=2Π.fr为参考信号角频率1.2 环路参数设计方法(7)式中,K0为压控振荡器压控灵敏度;N为环路总分频比. PDout.环路阻尼比收稿日期:1999207208.进行环路参数设计前Ip,K0及N等已确定,作
6、者简介:鲁昆生(19452),男,副教授;武汉,华中理工大学电子与信息工程系(430074).?1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第1期 鲁昆生等:电荷泵锁相环设计方法研究 63——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------
7、-----------------------------------再按以下步骤进行设计.;a.按式(4)选定Φb.由式(5)～(7)折衷选取Ξn;,Ξn值代入式(2)及式(3)可求出环c.将Φ路滤波器元件值2(2Π(8)C1=IpK0??NΞn),(C1Ξn);R2=2Φ??(9)2.2 设计方法2PDout外接电阻将三态电压型电荷泵转换为三态电流型电荷泵.单端三态电压型电荷泵等效电路及外部滤波器如图4所示.PDout外部串联电阻 d.由式(1)确定C2.2 单端三态电压型电荷泵锁相环及其设计方法 Motorola公司
8、MC145频率合成器IC中,MC1,PDout,故称4.仍设环路锁定时控制1电压uc值如式(10)所示,则可求得充电电流(2R1),(11)Ip=VDD??(2R1),可见R1将三态电放电电流-Ip=-VDD??压型电荷泵转换成为三态电流型电荷泵,则第1———————————
