宽带CDMA发射机低相噪本振源的设计( 三 )


为减小VCO输入电容对环路滤波器的影响,规定其输入电容应小于10pF 。
图3; PLL仿真结果

;; 4; 电路设计与仿真
为了方便电路的设计与调试,笔者编写了一套ADSPLL仿真程序 。该程序可以灵活地选择滤波器阶数,并可在每次参数变化后一性给出与该次变化相对应的相噪、杂散、相位余量等参数,使设计者在器件值变化后可了解PLL的整体特性 。
仿真软件以环路滤波器Z参数中的Z21代表环路增益,从而使得环路滤波器拓扑结构可以随便调整 。另外,由于ADS软件自身的优点,该仿真软件可以对任何指标进行参数优化,从而得出最优的电路参量 。在相位噪声方面,该仿真程序考虑了1Hz鉴相器相噪、VCO相噪以及环路滤波器各电阻所引入的噪声 。总噪声为各部分噪声在PLL输出端的叠加,如(6)式 。
TotalNoise(f)=10log(10PLLNoise(f)/10 10CCONoise(f)/10 10R2-Nsise(f)/10 10R3_Noise(f)/10 10R4_Noise(f)/10 10TotolSpur(f)/10)(6)
该程序给出了PLL电路的开环增益及相位变化 。相位余量对应于增益为0dB时的相位变化 。考虑到本振源对ACPR参数的影响,在该仿真程序中加入比较频率上的杂散噪声 。
PLLIC的杂散噪声由漏电杂散噪声(LeakageSpur)和脉冲杂散噪声(PulseSpur)构成,其计算公式分别为:
LeakageSpur=BaseLeakageSpur 20log(LeakageCurrent/kφ) SpurGain(7)
PulseSpur=BasePulseSpur SpurGain 40log(Fcomp/1·Hz)(8)
其中,BaskLeakageSpur为常量16dBc,LMX2347的BasePulseSpur为-322dBc,SpurGain为杂散频点上的环路增益,Leakage为电荷泵在三态高阻上的漏电流,Kφ为鉴相增益,Fspur为杂散频点的频率 。
为增强对杂散噪声抑制以提高邻道抑制(ACPR)性能,并考虑到1.25MHz的比较频率,本设计采用4阶环路滤波器,在仿真过程中主要以杂散噪声抑制为优化目标,优化仿真结果如图3,其中标“□”的线为闭环增益与相位响应,标“×”的线为开环响应 。“○”线为总相位噪声 。
(1)相位噪声参数:根据仿真生的相噪密度,求得PLL电路产生的RMSPhaseerror=0.95°,EVM为1.66%<2%,满足指标要求;
(2)定时间:664.5μs;
(3)稳定性:相位余量32°;
(4)2.5MHz上相噪与杂散之和为-157.4,可见该本振源的杂散噪声对2.5MHz上的ACPR影响极小 。
以上方法可以广泛应用于各种宽带CDMA(如WCDMA、CDMA2000等)通信电路的设计 。
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