Кольцевой VCO генератора модели
Mixed-Signal Blockset / PLL / Базовые блоки
Блок Ring Oscillator VCO моделирует выходной сигнал, управление частотой, дрожание периода и шум мерцания VCO (управляемый напряжением генератор), такой как смещение управляемая кольцевая схема генератора. Этот блок генерирует шум фазы использование математического описания шума фазы кольцевых генераторов. Это позволяет более быстрый расчет результатов симуляции и во время запуска и во время последующих симуляций. Можно также управлять профилем шума фазы путем выбора Гауссова уровня шума, угловой частоты и экспоненты мерцания. Спектр шума фазы ограничивается спектрами, которые могут быть произведены физической моделью кольцевого генератора.
Можно выбрать коэффициенты для математического описания шума фазы. Можно предоставить определенному шуму фазы спектральную плотность из таблицы данных и сравнить это с шумом фазы спектральная плотность, которую производят математические коэффициенты. Можно затем настроить коэффициенты, чтобы соответствовать заданному шуму фазы способом, который имеет большую часть смысла физически.
Примечание
Если угловая частота шума мерцания обнуляется, блок Ring Oscillator VCO может также использоваться, чтобы смоделировать настроенный на бак VCO.
Блок Ring Oscillator VCO генерирует шум фазы с помощью Гауссова источника шума и фильтра мерцания.
Когда включают шум фазы, шум фазы вычисляется от отклонения стохастического процесса смещения периода от спектральной плотности на одной частоте. Учитывая частоту колебания f 0, частота смещения f и одна боковая полоса спектральная плотность ℒ (f), отклонение смещения периода:
Таким образом, за исключением шума мерцания, вам нужно смещение периода, выведенное из некоррелированого вероятностного процесса с постоянным отклонением. Это смещение периода сгенерировано Гауссовым источником шума блока.
К шуму мерцания модели фильтр мерцания вводит дополнительное усиление в низких частотах, вниз к четырем порядкам величины ниже угловой частоты мерцания. Чтобы увеличить энергию спектральная плотность от 1/f2 до 1/f3, фильтр мерцания должен ввести усиление напряжения 1 / √ f ниже угловой частоты при поддержании усиления единицы выше угловой частоты. Чтобы достигнуть этого, фильтр мерцания является рекурсивным цифровым фильтром с переменной последовательностью четырех полюсов и четырех нулей. Самый низкий нуль частоты является постоянным множителем выше, чем самый низкий полюс частоты, следующий более высокий полюс частоты является тем же постоянным множителем выше, чем самый низкий нуль частоты, и тот шаблон чередования полюсов и нулей обеспечен через остаток от последовательности. Постоянным множителем является функция экспоненты фильтра мерцания с фактором квадратного корня из десять для номинального случая шума мерцания 1/f.
Чтобы минимизировать числовой шум в фильтре мерцания, частота дискретизации Гауссова источника шума и фильтра мерцания ограничивается 20 раз самой высокой частотой смещения спецификации шума фазы, если та частота дискретизации не сопоставима с или больше, чем дважды частота колебания. Для более высоких частот смещения шума спецификации фазы частота дискретизации ограничивается дважды частотой колебания.
Отклонение Гауссова источника шума настроено, чтобы компенсировать различие в частоте дискретизации между источником шума и частотой генератора колебания.
Когда шум фазы отключен, отклонение Гауссова шума обнуляется.
Заданные спектры шума фазы часто включают артефакты измерения, которые не должны быть включены в модель самого VCO. В то время как значения параметров, произведенные кнопкой Estimate phase noise parameters, будут часто близко подходить к созданию соответствующей физической модели, будут случаи, которые требуют вашего решения. Двумя типичными проблемами является пропускная способность разрешения и уровень шума.
Иногда, измеренный шум фазы, кажется, совпадает с физической моделью до частот, для которых шум фазы может быть ниже уровня шума измерения.
Кажется, что существует уровень шума измерения на уровне-140 дБн/Гц для набора данных спецификации, и шум фазы для устройства под тестом, вероятно, ниже того уровня шума для частот смещения выше 100 МГц. В этом случае набор значений параметров, которые подходят лучше всего к данным при более низких смещениях частоты, вероятно, произведет более точную модель.
Иногда, измеренный шум фазы, кажется, совпадает с физической моделью на всех уровнях кроме самого низкого смещения частоты.
Наиболее вероятная причина для результата, такого как это состоит в том, что пропускная способность разрешения, используемая, чтобы сделать измерение, была слишком большой, чтобы произвести точное измерение при самом низком смещении частоты, 30 кГц в этом случае. Даже если поставщик услуг нашелся вне полосы пропускания фильтра измерения, энергия поставщика услуг прошла через ограниченное отклонение полосы задерживания фильтра измерения, было намного больше, чем энергия в полосе пропускания. В этом случае набор значений параметров, которые подходят лучше всего к данным при более высоких смещениях частоты, вероятно, произведет более точную модель.
Loop Filter | PFD | VCO | VCO Testbench
