锁相环中数字分频器对输出信号相位噪声和杂散的影响.pdfVIP

第30卷第6期 宇 航学 报 V01．30No．6 2(X)9年11月 JoumalofAstronautics November21309 锁相环中数字分频器对输出信号相位噪声 和杂散的影响 王春晖，金小军，金仲和，郑阳明，赵翔宇 (浙江大学信息与电子工程学系，杭州31(X】27) 摘要：幕于对数字分频器混叠效应的分析，解释了锁相环相位噪声线形模型与·些实验结果误筹较大的原 因。并通过对数字分频器的建模，得到r数字分频器输出信号相位噪声和杂散的汁算方法。实验证明这种方法的 计算结果与实验结果相吻合。再以此修正锁相环相位噪声线形模型，使锁相环输出信号的相位噪声和杂散的预测 能够更加准确。 关键词：锁相环；数字分频器；相位噪声；杂散； 中图分类号：V566 文献标识码：A 文章编号：1000-1328(21X)9)06--2334—05 DOI：10．3873／j．issn．1000—1328．2(119．06．046 后修正线形模型，使之能够准确计算输出信号相位 0引言 噪声和杂散的大小。 锁相环是现代电子设计中一种常用的电路，在 1锁相环相位噪声传递的线形模型 各种设计中有着广泛的用途。相位噪声和杂散抑制 作为锁相环输出的重要性能指标，对电子设计和电 常用锁相环的基本结构如图1所示…： 子没备的性能影响非常大。当相位噪卢和杂散抑制 很差时，在通讯系统中会使信号的信噪比下降，误码 率上升；在雷达系统中会影响目标分辨率，即改善因 子。随着电子技术的发展，对这些指标的要求也越 来越高，因为好的相位噪声和杂散抑制性能在物理、 天文、无线电通信、雷达、航空、航天以及精密计量、 图1锁相环的基本结构 仪器、仪表等各种领域里都受到重视。因此准确得 structure,ofPLL Fig．1Thebasic 计算和预测锁相环输出信号的相位噪声和杂散具有 锁相环主要由参考源、R分频器、鉴相器(包含 非常现实和重要的作用。 电荷泵)、环路滤波器、压控振荡器VCO，N分频器组 锁相环的输出相位噪声和杂散计算一般使用线 成。环路的每一部分都会产生噪声，每一部分都可 形近似模型。但作为锁相环的一个重要组成部分， 能引入杂散，并通过环路的传递最终成为输出信号 数字分频器是一个非线性器件。在一些条件下，会 相位噪声的一部分。但影响最大的两个噪声源为输 产生线形模型的预测结果与实验结果误差较大的现 入噪声gin和VCO相位噪声中vco。它们的传递关 象。输出信号的相位噪声会比预测结果大数个dB， 系如图2所示： 甚至数十个dB，而且输出信号中还会产生预测以外 锁相环的开环传递函数为： 的带内杂散，对锁相环的输出信号造成严再影响。 本文主要通过对数字分频器的分析，得到数字 G(。)：堑二殓