Ring Oscillator VCO
Модель кольцевого генератора VCO
- Библиотека:
Blockset смешанного сигнала/PLL/Building блоки
Описание
Блок Ring Oscillator VCO моделирует сигнал выхода, управление частотой, дрожание периода и мерцающий шум ГУН (управляемого напряжением генератора), такой как схема звонка генератора смещения. Этот блок генерирует фазовый шум, используя математическое описание фазового шума кольцевых генераторов. Это позволяет быстрее вычислять результаты симуляции как во время запуска, так и при последующих симуляциях. Можно также управлять профилем шума фазы, выбирая уровень Гауссова шума, частоту угла и экспоненту мерцания. Спектр фазы шума ограничивается спектрами, которые могут быть получены физической моделью звонка генератора.
Можно выбрать коэффициенты для математического описания фазы шума. Можно предоставить определенную фазой спектральную плотность шума из таблицы данных и сравнить это с фазой спектральной плотностью шума, которую производят математические коэффициенты. Затем можно настроить коэффициенты, чтобы соответствовать заданному фазовому шуму таким образом, чтобы это имело наибольший физический смысл.
Примечание
Если угловая частота мерцающего шума установлена на нуль, блок VCO генератора звонка может также использоваться, чтобы смоделировать ГУН, настроенный в баке.
Порты
Вход
Выход
Параметры
Подробнее о
Фазовый шум в кольцевом генераторе VCO
Блок Ring Oscillator VCO генерирует фазовый шум с помощью источника Гауссова шума и фильтра мерцания.
При включении фазы шума фазы шум вычисляется из отклонения стохастического процесса смещения периода из спектральной плотности на одной частоте. Учитывая частоту колебаний f 0, f частоты смещения и одну боковую полосу спектральной плотности ℒ (f), отклонение смещения периода является:
Таким образом, кроме мерцающего шума, вам нужен смещение периода, полученное из некоррелированного случайного процесса с постоянным отклонением. Это смещение периода генерируется источником Гауссова шума блока.
Чтобы смоделировать мерцающий шум, мерцающий фильтр вводит дополнительный коэффициент усиления на низких частотах, до четырех порядков величин ниже частоты мерцающего угла. Для увеличения спектральной плотности энергии с 1/ f2 по 1/ f3Фильтр мерцания должен вводить коэффициент усиления напряжения 1/√<reservedrangesplaceholder1> ниже угловой частоты, сохраняя коэффициент усиления единства выше угловой частоты. Для этого мерцающий фильтр является рекурсивным цифровым фильтром с чередующейся последовательностью из четырёх полюсов и четырёх нулей. Самый низкий ноль частот является постоянным фактором, выше, чем самый низкий полюс частот, следующий более высокий полюс частоты является тем же постоянным фактором, выше, чем самый низкий нули частот, и этот шаблон чередующихся полюсов и нулей поддерживается через оставшуюся часть последовательности. Константа-коэффициент является функцией экспоненты мерцающего фильтра с фактором квадратного корня из десяти для номинального случая 1/ f мерцающего шума.
Чтобы минимизировать численный шум в фильтре мерцания, частота дискретизации источника Гауссова шума и фильтра мерцания ограничена 20-кратной самой высокой частотой смещения спецификации шума фазы, если только эта частота дискретизации не сравнима или не превышает вдвое частоты колебаний. Для более высоких частот смещения шума спецификации фазы, частота дискретизации ограничена удвоенной частотой колебаний.
Отклонение источника Гауссова шума регулируют, чтобы компенсировать различие в частоте дискретизации между источником шума и частотой колебаний генератора.
Когда фаза шум отключена, отклонение Гауссова шума устанавливается на нуль.
Соответствие измеренной Фазы шума физической модели
Заданные фазы фазового шума часто включают программные продукты измерения, которые не должны включаться в модель самой ГУН. Хотя значения параметров, произведенные кнопкой Estimate phase noise parameters, часто будут близки к созданию соответствующей физической модели, будут случаи, которые требуют вашего суждения. Две распространенные проблемы - шумовой пол и пропускная способность разрешения.
Иногда измеренный фазовый шум, по-видимому, совпадает с физической моделью до частот, для которых фазовый шум может находиться ниже уровня шума измерения.
Похоже, что существует измерение шумовой пол на -140 дБк/Гц для набора данных спецификации, и фазы шум для тестируемого устройства, вероятно, ниже того шумового пола для частот смещения выше 100 МГц. В этом случае набор значений параметров, которые лучше всего подходят к данным при более низких смещениях частоты, вероятно, даст более точную модель.
Иногда измеренный фазой шум, по-видимому, совпадает с физической моделью на всех уровнях, кроме самого низкого смещения частоты.
Наиболее вероятной причиной такого результата является то, что ширина полосы разрешения, используемая для создания измерения, была слишком большой, чтобы получить точное измерение при самом низком смещении частоты, 30 кГц в этом случае. Даже если носитель находился вне полосы пропускания измерительного фильтра, энергия носителя, прошедшая через ограниченную полосу отклонения измерительного фильтра, была намного больше, чем энергия в полосе пропускания. В этом случае набор значений параметров, которые лучше всего подходят к данным при более высоких смещениях частоты, вероятно, даст более точную модель.
См. также
Loop Filter | PFD | VCO | VCO Testbench