ZHCSTQ4A November 2023 – March 2024 DAC39RF12 , DAC39RFS12
PRODUCTION DATA
当相位噪声性能至关重要时,分立式模拟 PLL (APLL) 可提供比集成示例低得多的相位噪声。代价是增加了 SWAP-C。图 8-9 展示了此类实现方案的方框图,该实现方案使用与之前讨论的 LMX2820 外部 VCO 示例相同的 Synergy Microwave 8GHz DRO。
APLL 优先于先前的示例,可避免使用数字分频器和相位检测器,从而显著降低相位噪声。它使用基于无源二极管的倍频器和混频器,这些倍频器和混频器几乎不会产生附加相位噪声。与所有合成器一样,为了获得出色性能,需要一个具有非常好的近端相位噪声且低于 APLL 环路带宽的频率基准。
在这种情况下,选择 1GHz 基准来方便对采样率进行除法,它可作为 R&S SMA100B 射频信号发生器的输出,也可作为 Wenzel Associates 的独立单元。
如前所述,APLL 不使用数字分频器或相位检测器,这会显著降低相位噪声。相反,使用无源乘法器级将基准乘以输出频率(请参阅图 8-10)。无源混频器用作相位检测器,为低噪声运算放大器环路滤波器馈送信号。DRO 输出被分离,一个输出进入 DAC 时钟分配网络,另一个输出反馈回混频器的射频端口。
乘法器链使用低噪声放大器、无源二极管乘法器和带通滤波器。对于电路的这一部分,关键的是低于 PLL 环路带宽的近端相位噪声。并非所有放大器都表现出良好的近距离噪声,尤其是在接近压缩或进入压缩状态时。一般而言,异质双极晶体管 (HBT) 放大器具有低闪烁噪声,并在驱动进入压缩状态时运行良好。
选择了带通滤波器以去除仅被乘法器部分抑制的 FIN 和 3 x FIN/2 谐波。在一些实现中,驱动放大器可进行滤波,以防止谐波抑制性能下降。该信号链在实验中经过优化,但可在各级之间添加额外的衰减来管理反射和放大器工作条件。
在开环 DRO 相位噪声倍增基准噪声交叉位置附近设置环路滤波器带宽,并设置阻尼因数以实现平滑的衰减,从而更大限度地降低集成相位噪声。如果需要,可以使用可选的附加反馈电容器来加速滚降(C2 大致设置为 C1 的 1/10 至 1/100)。环路滤波器元件值在此设计中是通过实验确定的。
一些实现中需要一个启动电路来帮助环路获得锁定。我们在实践中发现,只需初始上电即足以让环路启动,以便环路拉入并锁定。