IC時鐘分配系統中的PLL

閃爍噪聲：

　　閃爍噪聲用1/f表示，該噪聲在偏移角頻率fc處攔截熱噪聲底限，其頻譜與1/f相關。所有有源設備以及碳質電阻器等部分無源組件中均可發現該噪聲。閃爍噪聲的特點是，其大小與所觀察到的信號頻率成反比。閃爍噪聲是通過其頻率依賴性得到識別的，但其成因尚未明確。頻率小于100Hz時，閃爍噪聲將變得突出。使用繞線或金屬薄膜電阻器替代更加常見的碳質電阻器，便可大幅降低閃爍噪聲。

白噪聲：

　　噪聲的功率譜表明了任何給定頻率下噪聲功率的集中度。許多噪聲源均為“白色”，即其功率譜具有平坦性，即便在極高頻率時也是如此。換而言之，白色噪聲為常量值，與頻率無關。恒定帶寬的信號功率不會隨頻率變化而變化。繪制其與頻率關系圖便可發現，白色噪聲為圖5中水平線所示的恒定值。

PLL內的相位噪聲

　　PLL屬于振蕩器類別之一，而在任何振蕩器設計中，頻率穩定性至關重要。高性能時鐘分配系統中，由于相位噪聲直接影響系統整體性能，故成為關鍵的考慮因素。其噪聲既可由各獨立模塊固有噪聲源產生，也可因電源噪聲及襯底噪聲等外部噪聲源與各模塊耦合后而產生。事實上，PLL內所有模塊均會或多或少地產生輸出相位噪聲。

　　研究總體相位噪聲的模塊前，讓我們再次回顧一下PLL的方框圖，如圖7所示。

基準和VCO噪聲：

　　PLL有兩大噪聲源，即對PLL整體相位噪聲產生影響的基準振蕩器和VCO(電壓控制振蕩器)。基準噪聲源包括時序源噪聲、PCB噪聲耦合噪聲及電源噪聲，VCO噪聲源則包括環路濾波器組件、VCO放大器噪聲和電源噪聲。

　　理想的VCO不會產生相位噪聲，且從頻域角度觀察時呈單一譜線，但現實情況并非如此，因為VCO的輸出抖動會產生擴頻，進而生成相位噪聲。可通過利森(Leeson)方程式充分理解VCO噪聲，同時還可通過對該方程式的研究，找到降低VCO噪聲的方法。表示振蕩器相位噪聲頻譜的利森方程式如下：

　　式中：

　　￡(fm) 為偏移時的功率比

　　fm為振蕩器所生成的總輸出功率中的1Hz頻帶(單位：dBc/Hz)

　　fo為載波頻率

　　fm為偏移頻率

　　fc閃爍轉角頻率

　　Q1為諧振器的負載Q值(負載Q值指包括外部組件影響在內的品質因數)

　　F為噪聲因數

　　kT為室溫條件下的波爾茲曼常數

　　Ps為振蕩器輸入端的平均功率

　　R為調諧二極管的等效噪聲電阻

　　Ko為振蕩器的電壓增益。