ADF4112 无法完全锁定,VCO输出在设计频率处跳动

技术专员和坛友们,我在使用ADF4112锁定时出现了无法完全锁定的情况,希望大家能给我一些建议,谢谢!

具体情况如下:

我利用ADIsimPLL仿真了一个锁相环,并且按照它计算出的环路参数焊接环路滤波器,具体设计参数及仿真结果如下:

设计频率 鉴相频率 环路带宽 相位裕度 VCO灵敏度 电荷泵电流
2598MHz 1MHz 100KHz 45° 100.1MHz 5mA(VP=5V)

在实验中,发现VCO的输出频率能够从初始的2.375GHz迅速被拉至设计频率2.6GHz处,但是无法完全锁定,而是在2.6GHz处抖动。仿佛相位捕获过程被干扰。见下面的视频所示:(视频中的设计频率是2.4GHz,因为我尝试了很多组参数,临时拍了一次实验结果作为存档。在所有的设计中,VCO输出频率都是迅速被拉至设计频率但是持续抖动。)

我监测了VCO的控制电压,发现它有规律地周期性波动,仿佛被一个缓慢的信号调制了,大概是300~400Hz,如下图所示:

不明白这个缓慢的波动是来自哪里,但是很明显就是它导致VCO输出无法锁定。是与我的环路滤波器参数有关吗?还是芯片ADF4112的某个参数没有设置正确呢?

希望得到指点,感激!!

Parents
  • 0
    •  Analog Employees 
    •  Super User 
    on May 15, 2019 3:52 AM

    您好,非常感谢您对ADI 产品的支持。

    首先,您可以通过设置寄存器,并MUXOUT引脚去检查芯片是否锁定、R分频、N分频等状态是否正确,详见手册MUXOUT AND LOCK DETECT部分。

    其次,您使用了1M的鉴相频率,输出2.6G,这样输出的相位噪声会比较高。您的参考频率是多少?使用的是哪个型号的VCO?

    同时,建议您提供一下您的实际电路图以及寄存器配置,好帮您进一步分析,

  • 您好,谢谢您的回答。

    我的参考频率是10MHz,使用的是FVCO2600。这款VCO的输入电容是47pF,比我的环路滤波器中的C3要大,所以可能造成了影响。

    如果鉴相器频率设置为1MHz时相位噪声比较大,那么鉴相频率应该设置为多少比较合适呢?

    我怀疑过VCO的输入电容的影响,所以尝试将环路滤波器改为一个2阶的环路滤波器,如下图所示,

    结果是VCO的输出不在设计频点处抖动了,看起来似乎很稳定。但是它似乎还是没有锁定,因为MUXOUT输出的analog detect始终为低电平,而且我测量了环路连接前后VCO输出信号的相位噪声(figure2),在偏离中心频率几百Hz的位置VCO相位噪声几乎没有变化,虽然在更远的频率处相位噪声有所改善,但显然和我过去用混频器搭的锁相环测试结果(figure3)不一致。图中angilent source是我的参考频率源的相位噪声,绿色和红色分别是锁定后和自由振荡的VCO输出相位噪声。我认为锁定时的VCO相噪应该与参考源相近??

    figure 2

    figure 3

    另外,还有一个小问题想要请教您~我在使用ADIsimPLL时,明明时域结果显示输出频率已经锁定,report也写明了锁定所需的时间,但是lock detect始终保持低电平,我不太明白。。

    谢谢!期待您的回复~

  • 0
    •  Analog Employees 
    •  Super User 
    on May 28, 2019 10:29 AM in reply to miaaaaaaa

    您好,抱歉回复晚了。

    ADF4112是整数分频PLL,您要产生的频点应该是PFD频率的整数倍才行。

    如果是要产生2.6G的输出,可以直接使用10MHz的鉴相频率。

    您有没有通过MUXOUT输出其它波形,是否都是正确的?

    VCO的输入电容较大,对环路确实有影响,看不到VCO完整的手册,有些参数无法准确输入。我用仿真软件考虑了有源滤波器的情况,看起来是可以工作的。您可以尝试一下。

Reply
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    •  Analog Employees 
    •  Super User 
    on May 28, 2019 10:29 AM in reply to miaaaaaaa

    您好,抱歉回复晚了。

    ADF4112是整数分频PLL,您要产生的频点应该是PFD频率的整数倍才行。

    如果是要产生2.6G的输出,可以直接使用10MHz的鉴相频率。

    您有没有通过MUXOUT输出其它波形,是否都是正确的?

    VCO的输入电容较大,对环路确实有影响,看不到VCO完整的手册,有些参数无法准确输入。我用仿真软件考虑了有源滤波器的情况,看起来是可以工作的。您可以尝试一下。

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