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濾波器在電荷泵仿真中的應用
1970年01月01日 08:00 變壓器產業網

  電荷泵(開關電容式電壓變換器)鎖相環一般由幾個模塊組成。

  路濾波器以常見的無源網絡作為代表,為了便于比較,首先給出一個典型的例子(只具有代表性,不針對任何具體通信系統)。設參考頻率等于信道寬度,即fr=500kHz,VCO的中心頻率為112GHz,分頻系數M=2400,電荷泵電流為15LA,VCO增益為180MHz/V,環路濾波器各元件的取值分別為:C2=470pF,R2=110K,C3=50pF。利用上述這些參數,在SunUltra10工作站上用Cadence的Spectre仿真環境進行晶體管級的電路仿真(VCO采用LC諧振回路振蕩器),得到VCO控制電壓的波形。得到這個仿真結果大約需要5-6天,而且為了節省時間,人為地設定控制電壓不是從零開始,同時仿真過程中也不能對太多的數據點進行記錄。

  使用晶體管級電路得到的仿真結果改進的辦法之一是將分頻器采用Verilog-A描述的行為級模塊代替。這樣做之后,得到同樣的仿真結果需要3天左右。仿真時間如此長的原因之一是跳頻系統經常使用窄帶PLL,它需要較長的建立時間(例如Bluetooth規范中留給本振切換的建立時間為225us)。

  利用SPICE宏模型對以乘法器為鑒相器的全模擬PLL進行了建模和瞬態仿真。根據這一思路,對PFD、電荷泵和VCO利用HSPICE進行了行為級建模,并將其應用于PLL的整體仿真。但是實踐發現,這種方法仿真時間較長,而且精度比較低。而利用各種計算機語言(如C,Matlab,Verilog-A等編程)對PLL進行建模和仿真,其基本思路是將系統離散化,利用微小的步長變化模擬系統中的連續變量,如頻率,電容上的電壓等。這些方法的仿真速度又有所提高。經過實驗,發現它們完成一次仿真的速度一般可達到分鐘或秒級。

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