【世說(shuō)設(shè)計(jì)】要把PLL鎖定時(shí)間從4.5 ms 縮短到 360 μs?這個(gè)方法教給你
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通過(guò)內(nèi)部環(huán)路自動(dòng)選擇頻段(粗調(diào))。在寄存器配期間,PLL 首先根據(jù)內(nèi)部環(huán)路進(jìn)行切換和配置。隨后由一個(gè)算法驅(qū)動(dòng) PLL 找到正確的 VCO 頻段。 -
通過(guò)外部環(huán)路細(xì)調(diào)。PLL 切換到外部環(huán)路。鑒相器和電荷泵配合外部環(huán)路濾波器工作,形成一個(gè)閉環(huán),確保 PLL 鎖定到所需頻率。校準(zhǔn)大約需要 94,208 個(gè)鑒頻鑒相器 (PFD) 周期;對(duì)于一個(gè)30.72 MHz fPFD,這相當(dāng) 于3.07 ms。
第二:PLL 鎖定時(shí)間
按照上述步驟校準(zhǔn)完成后,PLL 的反饋操作使 VCO 鎖定于正確的頻率。鎖定速度取決于非線(xiàn)性周跳行為。PLL總鎖定時(shí)間包括兩個(gè)部分:VCO頻段校準(zhǔn)時(shí)間和PLL周跳時(shí)間。VCO頻段校準(zhǔn)時(shí)間僅取決于PFD頻率;PFD頻率越高,鎖定時(shí)間越短。PLL 周跳時(shí)間由所實(shí)現(xiàn)的環(huán)路帶寬決定。當(dāng)環(huán)路帶寬比 PFD 頻率窄時(shí),小數(shù) N 分頻/整 數(shù)N 分頻頻率合成器就會(huì)發(fā)生周跳。PFD 輸入端的相位誤差積累過(guò)快,PLL 來(lái)不及校正,電荷泵暫時(shí)沿錯(cuò)誤方向吸入電荷,使鎖定時(shí)間急劇縮短。如果 PFD 頻率與環(huán)路帶寬的比值提高,周跳也會(huì)增加;對(duì)于給定 PFD 周期,提高環(huán)路帶寬會(huì)縮短周跳時(shí)間。
表1. 寄存器初始化序列 |
2讀取鎖定檢測(cè) (LD) 狀態(tài)位。若 LD 為 1,表明 VCO 已鎖定。
3通過(guò)串行外設(shè)接口 (SPI) 回讀寄存器 0x46 的位 [5:0]。假設(shè)其值為A,將系統(tǒng)中所有需要的 LO 頻率對(duì)應(yīng)的寄存器值保存到 EEPROM。由此便可確定頻率和相關(guān)寄存器值的表格(參見(jiàn)表2)。
表2. 查找表 |
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將寄存器 0x44 設(shè)置為 0x0001:禁用頻段選擇算法; -
將寄存器 0x45 的位 7 設(shè)為 1,從而將 VCO 頻段源設(shè)為已保存的頻段信息,而不是來(lái)自頻段計(jì)算算法。用第3步記錄的寄存器值設(shè)置寄存器 0x45 中的位 [6:0]; -
通過(guò)寄存器 0x22 的位 [2:0] 選擇適當(dāng)?shù)?VCO 頻率范圍(參見(jiàn)表3); 表3. VCO頻率范圍 根據(jù)所需頻率更新寄存器 0x02、寄存器0x03和寄存器 0x04。寄存器 0x02 設(shè)置分頻器 INT 值,即 VCO 頻率 / PFD 的整數(shù)部分;寄存器 0x03 設(shè)置分頻器 FRAC 值,即 (VCO 頻率/PFD ? INT) × MOD;寄存器 0x04 設(shè)置分頻器 MOD 值,即 PFD/頻率分辨率;
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監(jiān)視 LD 以檢查頻率是否鎖定。例如,PFD = 30.72 MHz 且 LO = 1600 MHz。 表4. 手動(dòng)頻段校準(zhǔn)寄存器序列
圖 1 和圖 2 分別顯示了自動(dòng)頻段校準(zhǔn)模式和手動(dòng)頻段校準(zhǔn)模式下的鎖定檢測(cè)時(shí)間。圖 2中,線(xiàn) 1(鎖定檢測(cè))上的高電平表示 PLL 已鎖定。線(xiàn) 2 (LE) 代表 LE 引腳,是一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。注意:鎖定檢測(cè)時(shí)間必須從低到高讀取。
圖1. 自動(dòng)頻段校準(zhǔn)模式下的鎖定時(shí)間,用信號(hào)源分析儀測(cè)試
圖2. 手動(dòng)頻段校準(zhǔn)模式下的鎖定時(shí)間,用示波器測(cè)試
自動(dòng)頻段校準(zhǔn)模式下,鎖定時(shí)間約為 4.5 ms;手動(dòng)頻段校準(zhǔn)模式下,鎖定時(shí)間約為 360 μs。數(shù)據(jù)的測(cè)量條件為 20 kHz 環(huán)路濾波器帶寬和 250 μA 電荷泵電流配置。
經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,我們可以看到,利用手動(dòng)頻段選擇,鎖定時(shí)間從典型值 4.5 ms 縮短到了典型值 360 μs。但是對(duì)于每個(gè)頻率,建議首先利用自動(dòng)頻段選擇確定最佳頻段值并予以保存,因?yàn)樽罴杨l段值隨器件而異,所以須對(duì)每個(gè) ADRF6820 執(zhí)行該程序。VCO 頻段無(wú)需因?yàn)闇囟茸兓隆?/span>
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