Exponenta Banner

Проект PLL и верификация Используя технические требования таблицы данных

Открыть скрипт

В этом примере показано, как использовать Mixed-Signal Blockset™, чтобы смоделировать коммерческую стандартную целочисленную-N фазовую подстройку частоты (PLL) с двойным делителем частоты модуля операционные приблизительно 4 ГГц. Можно проверить эффективность PLL, включая шум фазы.

Можно использовать модели PLL, чтобы исследовать и спроектировать различные контурные фильтры, симулировать различные рабочие частоты, определить различные отношения делителя или оценить эффективность синтезатора частоты, однажды встроенную в большую систему. Например, модели Mixed-Signal Blockset PLL могут быть полезными, если необходимо интегрировать PLL в Систему на Чипе или Систему на борту.

В данном примере используйте таблицу данных Skyworks SKY73134-11. Это - широкополосный Синтезатор Частоты PLL, действующий между 350 МГц и 6,2 ГГц.

Создайте модель VCO

Откройте модель VCO_model, который имеет VCO и блоки Испытательного стенда VCO из Mixed-Signal Blockset, соединенного вместе.

model = 'VCO_model';
open_system(model);

Смотрите таблицу данных, чтобы идентифицировать характеристики управляемого напряжением генератора (VCO). VCO является основным компонентом, способствующим шуму фазы PLL. Таблица 6 таблицы данных перечисляет типичную чувствительность VCO (Kvco) как 20 МГц/против. Установите Чувствительность Напряжения блока VCO к 20e6 Гц/ПРОТИВ. Таблица данных не обеспечивает частоту свободного хода (Fo) VCO, таким образом, можно установить его на произвольное значение близко к operting частоте. В этом случае освободите частоту Хода к 3.9e9 Гц.

В данном примере симулируйте поведение PLL, когда PLL заблокирует приблизительно 4 ГГц. Таблица 7 таблицы данных перечисляет профиль шума фазы VCO как: приблизительно 4 ГГц,

  • ДБн/Гц −105 на уровне 100 кГц

  • ДБн/Гц −131 на уровне 1 МГц

  • ДБн/Гц −142 на уровне 3 МГц

  • ДБн/Гц −152 на уровне 10 МГц

Используйте профиль шума фазы, чтобы добавить ухудшение шума фазы в VCO. Чтобы ускорить симуляцию, проигнорируйте точки данных шума фазы при более низких смещениях частоты. Симуляция занимает больше времени, чтобы получить профиль шума фазы близко к несущей.

Измерьте шум фазы VCO

Испытательный стенд обеспечивает напряжение управления (Vctrl) стимул для VCO и измеряет шум фазы VCO. Выходная частота (F) VCO:

$$F = Kvco * Vctrl + Fo$$

Заменяя значениями выходную частоту, частоту свободного хода и чувствительность напряжения, уравнение дает напряжение управления быть 5 В.

Нажмите на параметры настройки Autofill, и Автозаливка предназначаются для метрических кнопок, чтобы автоматически заполнить параметры измерения и для настройки и предназначаться для метрики. Целевая метрика обеспечивает ожидаемый профиль шума фазы для сравнения с результатами симуляции. Свойства настройки испытательного стенда задают частоту дискретизации сигнала и полосу пропускания разрешения измерения.

Чтобы ускорить время симуляции, уменьшайте номер спектральных средних значений к 4.

Запустите симуляцию. Проверьте, что модель VCO воспроизводит профиль шума фазы, заданный в целевой метрике.

Можно теперь возобновить моделирование полной системы PLL и проверить ее эффективность шума фазы.

Создайте модель PLL

От раздела Features таблицы данных смотрите, что этот PLL имеет целое-число-N типа, и это использует двойной делитель частоты модуля. Таблица данных также обеспечивает настройки для делителя частоты. Следовательно, используйте Целочисленный-N PLL с Двойным Делителем частоты Модуля от Mixed-Signal Blockset.

bdclose(model);
model = 'PLL_model';
open_system(model);

Откройте маску блока PLL и обеспечьте спецификации для каждой из подсистем:

  • Детектор Частоты фазы — Для детектора частоты фазы (PFD), таблица данных не обеспечивает детали. Оставьте компенсацию мертвой зоны ее значению по умолчанию.

  • Заряжайте Насос — Для насоса заряда, таблица данных вводит типичное значение для тока 2,7 мА (таблица данных, Таблица 5). Задайте то же значение в модели PLL.

  • VCO — Для VCO, используйте те же технические требования, используемые в разделе Build VCO Model. Чувствительность равна 20 МГц/ПРОТИВ. Задайте частоту свободного хода, которая является близко к итоговой частоте блокировки, например, 4.18 GHz. Включайте шум фазы с тем же шумовым профилем, который вы только симулировали.

  • Делитель — Для PLL, чтобы заблокировать на уровне 4,2 ГГц при использовании ссылочного генератора, действующего на уровне 1,6 МГц (таблица данных, рисунок 17), отношение делителя равно:

$$\frac{4\ldotp 2\textrm{e9}}{1\ldotp 6\textrm{e6}}=2625$$

Чтобы достигнуть эффективного отношения делителя 2 625, установите значение делителя Делителя частоты к 16, Глотайте встречное значение к 17, и значение Счетчика команд к 163.

  • Контурный фильтр — таблица данных вводит рекомендуемые значения компонента контурного фильтра в рисунке 22. Вход Manually эти значения, чтобы реализовать фильтр. Установите тип Контурного фильтра на 3-й пассивный элемент порядка. Также установите значения компонента контурного фильтра:

C1 = 100e-12 F

C2 = 2.2e-9 F

C3 = 100e-12 F

R2 = 10e3 $$\Omega $$

R3 = 2.2e3 $$\Omega $$

Проверьте эффективность закрытого и разомкнутого контура PLL с этой реализацией контурного фильтра. Получившийся запас по фазе является 55 градусами. Запас по фазе наряду с нулевыми местоположениями полюса подтверждает устойчивость PLL.

Используйте эту настройку, чтобы спроектировать различные контурные фильтры и проверить ваш проект. Например, используйте этот PLL по различной рабочей частоте.

Наконец, чтобы проверить поведение при блокировании PLL во временном интервале, зондируйте и постройте выходной сигнал контурного фильтра.

Измерьте уровень PLL

Соедините PLL с Испытательным стендом PLL Mixed-Signal Blockset, чтобы подтвердить его эффективность. Испытательный стенд задает стимулы, используемые, чтобы протестировать PLL. В этом случае используйте квадратную форму волны с частотой на 1,6 МГц.

Настройте испытательный стенд, чтобы измерить рабочую частоту, время блокировки и шум фазы. Таблица данных задает время блокировки на 1 мс с ошибкой частоты на 1 страницу в минуту, то есть 4,2 кГц (Таблица 5). Обеспечьте тот же ошибочный допуск. Для измерения шума фазы используйте настройку, похожую на ту, используемую для VCO, но уменьшайте полосу пропускания разрешения для более высокой точности.

Для целевой метрики обратитесь к таблице данных и в течение времени блокировки (Таблица 5) и в течение измерений шума фазы замкнутого цикла, выполняемых на оценочной плате (рисунок 17). Профиль шума фазы, измеренный на уровне 4,2 ГГц:

  • ДБн/Гц −98 на уровне 100 кГц

  • ДБн/Гц −129 на уровне 1 МГц

  • ДБн/Гц −150 на уровне 10 МГц

С этой настройкой запустите симуляцию PLL и проверьте эффективность.

В этом случае симуляция занимает несколько минут. Чтобы ускорить время симуляции, можно ослабить настройки для измерения шума фазы. Например, используйте большую полосу пропускания разрешения или сократите количество спектральных средних значений.

Результаты симуляции находятся в превосходном соглашении с измерениями шума фазы, о которых сообщают в таблице данных.

Ссылка

Skyworks SKY73134-11

Copyright(C) 2019 The MathWorks, Inc. Все права защищены.

Смотрите также

| | |

Похожие темы

Документация Mixed-Signal Blockset

Поддержка