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VCO輸出端的分頻器對(duì)相噪和雜散的影響

2018-01-12 來源:加油射頻工程師 字號(hào):

現(xiàn)在很多集成VCO的頻率合成器的設(shè)計(jì)思想,都是利用輸出端加分頻器來擴(kuò)展輸出范圍,如圖1所示。比如ADI的HMC832,其VCO的頻率為1500~3000MHz,利用其后的分頻器(1/2/4/6/…60/62),最終獲得25MHz~3000MHz的頻率覆蓋范圍。

圖1、PLL withVCO divider

在文獻(xiàn)【1】中講到,當(dāng)VCO的輸出信號(hào)通過D分頻時(shí),其相噪下降20log10(D);雜散幅度亦下降20log10(D),但頻率偏移量(offset frequency)保持不變。

這是為什么呢?我們可以從相位噪聲的本質(zhì)說起。

VCO的輸出信號(hào)可以表示為【2】:

A(t)為振幅變化,θ(t)為相位變化。輸出信號(hào)頻率的微小變化,可以表示為載波的相位調(diào)制:

假設(shè)幅度變化為0,且

,則:

如果把偏離載波wm的噪聲理解為相位噪聲的話,則相噪為20log(Δf/2fm) dBc/Hz;同樣,如果是看成雜散的話,則雜散的幅度為20log(Δf/2fm) dBc。

當(dāng)輸出信號(hào)經(jīng)過D分頻器時(shí),相位被整個(gè)除以D【3】:

如果把wm處的能量看成是相噪的話,相噪的幅度減小20logDdB;若看成雜散的話,雜散的幅度亦減小20logD,但是偏移量不變,還是在偏移載波wm處。

PS:我能理解如果是倍頻器的話,因?yàn)楸额l器的模型可以當(dāng)成y=a0+a1v+a2v2+a3v3+….,這樣的話,倍頻的話,是直接在整個(gè)相位上倍頻。但是分頻器的模型是什么呢?請(qǐng)高手賜教!

參考文獻(xiàn):

【1】  Dean Banerjee   PLL Performance, Simulation, and Design   5th Edition
【2】  David M. Pozar  微波工程
【3】  http://www.ko4bb.com/~bruce/IdealFreqMultDiv.html
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