Модель кольцевого генератора ГУН
Блок смешанного сигнала/PLL/компоновочные блоки
Блок ГУН кольцевого генератора моделирует выходной сигнал, управление частотой, дрожание периода и шум мерцания ГУН (генератора, управляемого напряжением), такой как схема кольцевого генератора, управляемого смещением. Этот блок генерирует фазовый шум, используя математическое описание фазового шума кольцевых генераторов. Это позволяет быстрее вычислять результаты моделирования как при запуске, так и при последующем моделировании. Можно также управлять профилем фазового шума, выбирая уровень гауссова шума, частоту угла и степень мерцания. Спектр фазового шума ограничен спектрами, которые могут быть получены с помощью физической модели кольцевого генератора.
Можно выбрать коэффициенты для математического описания фазового шума. Можно указать спектральную плотность фазового шума из таблицы данных и сравнить ее со спектральной плотностью фазового шума, создаваемой математическими коэффициентами. Затем можно скорректировать коэффициенты в соответствии с заданным фазовым шумом таким образом, чтобы это имело наибольший физический смысл.
Примечание
Если частота угла шума мерцания установлена равной нулю, то блок ГУН кольцевого генератора может также использоваться для моделирования ГУН, настроенного на резервуар.
Блок ГУН кольцевого осциллятора генерирует фазовый шум с помощью источника гауссова шума и фильтра фликера.
Когда разрешен фазовый шум, фазовый шум вычисляется из дисперсии стохастического процесса сдвига периода из спектральной плотности на одной частоте. Учитывая частоту f0 колебаний, частоту f смещения и спектральную плотность ℒ (f) одной боковой полосы, дисперсия сдвига периода равна:
f2f03
Таким образом, за исключением шума мерцания, необходим сдвиг периода, полученный из некоррелированного случайного процесса с постоянной дисперсией. Это смещение периода генерируется источником гауссова шума блока.
Для моделирования шума мерцания фильтр мерцания вводит дополнительный коэффициент усиления на низких частотах, вплоть до четырех порядков величины ниже частоты угла мерцания. Чтобы увеличить спектральную плотность энергии с 1/f2 до 1/f3, фильтр фликера должен ввести усиление напряжения 1/√f ниже угловой частоты при сохранении единичного усиления выше угловой частоты. Для достижения этого мерцающий фильтр является рекурсивным цифровым фильтром с чередующейся последовательностью из четырёх полюсов и четырёх нулей. Нуль наименьшей частоты является постоянным коэффициентом, превышающим самый низкий частотный полюс, следующий более высокий частотный полюс является таким же постоянным фактором, превышающим самый низкий частотный нуль, и эта картина чередующихся полюсов и нулей сохраняется в оставшейся части последовательности. Коэффициент константы является функцией показателя фильтра мерцания, с коэффициентом квадратного корня из десяти для номинального случая 1/f шума мерцания.
Чтобы минимизировать численный шум в фильтре фликера, частота дискретизации источника гауссова шума и фильтра фликера ограничена 20-кратной самой высокой частотой смещения спецификации фазового шума, если эта частота дискретизации не сравнима с частотой колебаний или больше, чем в два раза. Для частот шумового смещения с более высокой фазой частота дискретизации ограничена удвоенной частотой колебаний.
Дисперсию гауссова источника шума регулируют для компенсации разности в частоте дискретизации между источником шума и частотой колебаний генератора.
Когда фазовый шум отключен, дисперсия гауссова шума устанавливается равной нулю.
Определенные спектры фазового шума часто включают артефакты измерения, которые не должны быть включены в модель самого ГУН. В то время как значения параметров, создаваемые кнопкой Оценить параметры фазового шума, часто приближаются к созданию соответствующей физической модели, будут случаи, которые требуют вашей оценки. Две общие проблемы - уровень шума и пропускная способность разрешения.
Иногда измеренный фазовый шум, по-видимому, соответствует физической модели до частот, для которых фазовый шум может быть ниже нижнего уровня шума измерения.
Представляется, что для набора данных спецификации имеется уровень шума измерения -140 дБк/Гц, и фазовый шум для тестируемого устройства, вероятно, ниже уровня шума для частот смещения выше 100 МГц. В этом случае набор значений параметров, которые наилучшим образом соответствуют данным при более низких частотных смещениях, вероятно, создаст более точную модель.
Иногда измеренный фазовый шум, по-видимому, соответствует физической модели на всех уровнях, кроме самого низкого сдвига частоты.
Наиболее вероятной причиной такого результата является то, что разрешающая полоса, используемая для выполнения измерения, была слишком большой для получения точного измерения при самом низком сдвиге частоты, в данном случае 30 кГц. Даже если носитель находился вне полосы пропускания измерительного фильтра, энергия носителя, прошедшая через ограниченную полосу останова измерительного фильтра, была намного больше, чем энергия в полосе пропускания. В этом случае набор значений параметров, которые наилучшим образом соответствуют данным при более высоких частотных смещениях, вероятно, создаст более точную модель.
Фильтр контуров | PFD | VCO | VCO Testbench