PLL锁相环知识-Toy模板网

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一、PLL原理

PLL锁相环知识
锁相环，即是一种实现将输入的频率fin放大成所需要的频率fout的结构，例如我们IC中的晶振只能达到100M，但是工作的clock需要500M，这个时候就可以利用PLL实现频率的增大（倍频）。是IC中很重要的一个部分。PLL可用于Reduce EMI。
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锁相环的结构如图所示，主要由3个部分组成：

1、 PFD：由D触发器和and门组成，对比Fre和Fout的相位和频率，产生up和down信号。
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2、 CP和LPF：本质上是两个MOS开关，利用UP和Down信号去对电容充电或者放电，以达到Vc电压的增大与减小。
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3、 VCO，产生方波的源头。N个反相器组成，利用延时产生信号。Vc越大，反应时间越快，频率越大。
最终实现了Fin/N=Fout/M

二、PLL的频宽

增益：
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一般通稱之 PLL 頻寬即為上图所計算之公式 w-3dB 且正比於 ICPRKVCO
頻寬之物理意義即為 PLL 追輸入的能力及行為。當頻寬越大即代表追的能力越強且輸出越容易變化，反之亦然。若 PLL 輸出的頻率可以被越快的調整，等效於越容易追輸入的訊號，而 VCO 的輸出頻率便由 ICPRKVCO 來控制， ICP 跟 R 越大，便代表輸入 VCO 的控制電壓 VC 的變化可以越大，對應 VCO 輸出的頻率範圍也因此變大，同理 KVCO 也有同樣的效果
而對應用上來說，不同的應用便需有不同的最佳頻寬設定，舉幾個例來說：
對Tx應用來說，其頻率要越穩越好，PLL的頻寬便希望小一些
對Rx來說追的能力要強，頻寬便要設大一些，才能保證其接受能力。
有些應用需要在限定時間內要追到，頻寬也要設足夠大，才會追的快

三、M.NPLL和N.FPLL

IC上常用的PLL架构有两种:M.NPLL、N.FPLL

3.1M.NPLL

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M.NPLL是在原有的PLL架构上增加了phase swallow的部分，其中，
Phase shifter:产生8组不同相位的方波，排列组合形成7/8或者9/8的Fout，在1/8之间跳动。SDM是对其做微调，12个bit。例如，Offset=2e11,代表在两个cycle做一个phase swallow down，内部的一些处理可以让它实现比1/8更小的调整。
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3.2N.FPLL

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N.FPLL就是将phase swallow 换成phase interpolator,它是先将Fout分频后再进行处理，因为在更低的频率做处理的话，功耗更低，精度更准。PI其实就是对fout做一个phase delay，SDM的输入是clock，PI，N，然后经过数字模块处理后又输出给PI和N。待会会专门有个地方讲SDM的作用以及它的调整是怎么实现的。
PI是电流驱动的，PI的电流与VCO频率范围有关，正比。