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一粒金砂(中级)

74hc4046环路滤波器设计 [复制链接]

PLLsim设计74HC4046时,电荷泵电流Icp和VCO控制灵敏度Kv该用多少合适呢?麻烦大佬解答解答

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五彩晶圆(高级)

本帖最后由 gmchen 于 2024-7-10 12:28 编辑

问题有几个,一个一个解决吧。

一、74HC4046的鉴相器有3个,分别是异或门、JK触发器与鉴相鉴频器(PFD),器件上标注为PC1、PC3与PC2。其中PC1与PC3直接就是高低电平输出,所以不存在电荷泵的问题。PC2(鉴相鉴频器)是三态输出,但它不是电荷泵输出,而是高电平、低电平、高阻这三种输出状态。芯片也没有提供设定输出电流的地方。所以楼主的这个问题不成立。

用电荷泵输出的4046是它的改进型,型号是9046。似乎很少见到这个芯片。

另外还有一些PLL芯片是电荷泵输出的,例如ADF4001,它依靠内部寄存器设定电荷泵电流。

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五彩晶圆(高级)

问题二、VCO的控制灵敏度。

HC4046的VCO是一个电流控制的RC张弛振荡器,由2个外部电阻确定其控制电流。其中一个电阻(引脚12)提供一个固定的偏置电流,另一个电阻(引脚11)提供的电流受控制电压的控制。这些电流与定时电容共同确定了VCO的受控振荡频率,包括振荡中心频率与振荡频率范围。这个中心频率与频率范围基本上就确定了VCO的压控灵敏度。

但是这个中心频率与频率范围受到PLL工作目标的约束。例如要做一个频率合成器,频率合成器的输出频率范围是预定的,则VCO的振荡频率范围不能小于频率合成器的需求频率范围。由于VCO的控制电压范围大致是确定的(在电源电压确定以后),VCO的振荡频率范围越大则控制灵敏度就越大,所以VCO的压控灵敏度不是设计者可以随便指定的。上述例子中,VCO 的压控灵敏度可以取得大一些,但是过大的压控灵敏度会带来输出相位噪声的增加,所以要在满足需求的条件下选择合适的压控增益。

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五彩晶圆(高级)

本帖最后由 gmchen 于 2024-7-10 13:10 编辑

第三、楼主开始说用PLLsim设计74HC4046。

这应该是一个仿真软件吧?我没有用过,也不清楚它的设计过程。上面的所有回答,都是基于实际的74HC4046芯片构成的实际电路。

通常在实际应用芯片设计锁相环电路时,我的做法是:先根据实际需求确定VCO的振荡中心频率与振荡频率范围,这样就将压控增益确定下来。然后根据实际需求选择鉴相器,大部分情况下会选择PFD(芯片的PC2),然后就可以设计环路滤波器了。基本上环路滤波器设计完毕,一个锁相环应用电路也就设计完成了,其余部分的设计大部分都很简单。

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gmchen 发表于 2024-7-10 13:16 本人在这个网站有一个关于锁相环的系列帖子,第一篇的地址是https://bbs.eeworld.com.cn/thread-607483-1-1 ...

谢了谢了

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