鎖相環相位噪聲與環路帶寬的關系分析

由式(8)和式(7)可知，ψo2(fm)中具有高通傳輸函數噪聲源功率譜密度的噪聲分量ψohp2(fm)可以表示為：

由式(1)、式(3)和式(9)可以求出總的噪聲功率譜密度為：

3 電荷泵鎖相環的相位噪聲與環路帶寬關系
圖3為模擬的鎖相環相位噪聲曲線，從圖3中可以看出，環路的開環環路帶寬在1 MHz左右。在模擬時，假定VCO的相位噪聲功率譜密度與頻率fm的變化為-6 dB／倍頻，同時假定具有低通特性的鎖相環噪聲源在全頻帶都具有相等的功率譜密度。由于鎖相環環路的作用，在大于環路帶寬時，具有低通特性的環路噪聲被環路抑制；而小于環路帶寬時，VCO的噪聲被環路抑制，整個系統的噪聲為兩種噪聲源之和。因而在低頻時，整個系統的噪聲中具有低通特性的環路噪聲源起主導作用；而在高頻時，VCO的噪聲起主導作用。通常設計環路時需要綜合考慮兩種噪聲的影響，然后才能確定環路帶寬。如果具有低通特性的環路噪聲較小，為了獲得較好的高頻噪聲，可以把環路帶寬選得大些，從而更好地抑制VCO的噪聲，反之亦然。

4 結 語
以上的探討內容源自一款TD-SCDMA頻率綜合器研究，為了獲得良好的相位噪聲和較小的抖動，系統往往都被設計成可以近似為線性的系統。
在此，首先簡介電荷泵鎖相環的基本原理，然后引入此系統的等效噪聲模型，分析了不同頻率段影響環路噪聲的主要因素；以上分析指出，設計環路時需要綜合考慮鎖相環環路噪聲和VCO的噪聲的影響，然后才能確定環路帶寬。如果具有低通特性的環路噪聲較小，為了獲得較好的高頻噪聲，可以把環路帶寬選得大些，從而更好地抑制VCO的噪聲。因而以上的分析對于電荷泵鎖相環的環路噪聲特性與環路帶寬設計具有一定的指導意義。然而，實際電路中寄生參數會影響系統的噪聲特性及系統的穩定性，因而設計時應盡可能減小寄生效應。