可編程輸入倍頻法如何減少整數(shù)邊界雜散

您曾設(shè)計(jì)過(guò)具有分?jǐn)?shù)頻率合成器的鎖相環(huán)（PLL）嗎？這種合成器在整數(shù)通道上看起來(lái)很棒，但在只稍微偏離這些整數(shù)通道的頻率點(diǎn)上雜散就會(huì)變得高很多，是吧？如果是這樣的話，您就已經(jīng)遇到過(guò)整數(shù)邊界雜散現(xiàn)象了 —— 該現(xiàn)象發(fā)生在載波的偏移距離等于到最近整數(shù)通道的距離時(shí)。

例如，若是鑒相器頻率為100MHz，輸出頻率為2001MHz，那么整數(shù)邊界雜散將為1MHz的偏移量。在這種情況下，1MHz還是可以容忍的。但當(dāng)偏移量變得過(guò)小，卻仍為非零值時(shí)，分?jǐn)?shù)雜散情況會(huì)更加嚴(yán)重。

采用可編程輸入倍頻法來(lái)減少整數(shù)邊界雜散

可編程倍頻器的理念是讓鑒相器頻率發(fā)生位移，這樣壓控振蕩器（VCO）頻率就能遠(yuǎn)離整數(shù)邊界。考慮一下用20MHz的輸入頻率生成540.01MHz的輸出頻率，如圖1所示。該器件具有一個(gè)輸出分頻器（在VCO之后），但輸出頻率和VCO頻率都接近20MHz的整數(shù)倍。這種設(shè)置將迫使任何PLL產(chǎn)生分?jǐn)?shù)雜散。

圖1：整數(shù)邊界雜散示例

如果該器件具有一個(gè)可編程輸入倍頻器，那么圖2中所示的配置就是可行的。

圖2：用可編程倍頻器來(lái)避開(kāi)整數(shù)邊界

圖3展示了內(nèi)部倍頻器的神奇效果。當(dāng)然，整數(shù)邊界雜散有多種發(fā)生機(jī)制，很難完全消除它們。但這種方法可減少整數(shù)邊界雜散及其產(chǎn)生的其它雜散。

圖3中的“雜散消失”路徑展示了使用該可編程倍頻器的效果。100kHz頻率下的整數(shù)邊界雜散大約減少了9dB，同時(shí)還大大減少了50kHz和10kHz頻率下的其它雜散。

圖3：使用和不用可編程倍頻器時(shí)的雜散比較

本文中列舉的示例都采用了TI的LMX2571合成器 —— 該器件包含一個(gè)無(wú)需外部組件的可編程倍頻器。此外，這款合成器還具有39mA的電流消耗、-231dBc/Hz的PLL相位噪聲優(yōu)值以及10-1344MHz的連續(xù)輸出頻率范圍。它能支持陸地移動(dòng)無(wú)線電、軟件定義無(wú)線電和無(wú)線麥克風(fēng)等應(yīng)用。