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[参考译文] LMX2594:VTUNE 端子电压和环路滤波器设计

Guru**** 2513155 points
Other Parts Discussed in Thread: LMX2594, OPA211

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/1503068/lmx2594-vtune-terminal-voltage-and-loop-filter-design

部件号:LMX2594
主题中讨论的其他器件: OPA211

工具/软件:

尊敬的 TI 团队:

我目前正在使用 LMX2594设计和评估电路。 在我的配置中、
VCO1在8GHz 下振荡、并分频至输出2GHz。

我有以下问题:

1.根据 VCO1的振荡范围(7.5G-8.6GHz)和91.6MHz (Kvco /V)、
我计算出、Vtune 端子电压应为大约5.46V 以实现8GHz 振荡。
但是、在测量实际器件时、该电压仅在1.3V 左右。
器件的这种正常运行吗?

2.我使用 PLLatinum Sim 设计了环路滤波器、选择了三阶有源 Type C、目标环路带宽为975kHz。
我使用计算得出的元件值和 OPA211运算放大器来实现电路。
遗憾的是、OPA211输出表现出振荡。
虽然我已经通过调整 C3和 R3来抑制这种振荡、
我想知道哪款运算放大器更适合与 PLLatinum Sim 计算出的原始元件值配合使用。
我随附了 PLLatinum Sim 设计文件、供您参考有关元件值。
注意:我已将文件扩展名从.sim 更改为.txt、因为系统不允许上传扩展名为.sim 的文件。

e2e.ti.com/.../lmx2594_5F00_design.txt

此致、
松本市

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    由于我无法正确附加文件、因此我将包含相关图像。

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    你好、 松本山、

    1.3V 是正常的。 该器件的设计方式是、在 VCO 校准之后、无论 VCO 频率是多少、Vtune 都应大约为1.3V。  

    我不熟悉运算放大器、但我认为 OPA211是 该应用中的一个不错选择。 振荡器可能是由环路滤波器设计引起的。 由于环路带宽较宽、某些元件值会相当小。

    也许您可以尝试以下设计。

    另请注意、25M x 5 = 125MHz FPD 不是有效的配置。 最小值 倍频器的输入频率为30MHz。

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    感谢您的响应。

    我理解您正在校准期间调整以达到1.3V。
    这是否意味着1.3V 输出足以进行运算放大器设计?

    感谢您提供元件值建议。
    在我们的设计中、我们怀疑 OPA211、R3和 C3形成的极点以及 OPA211本身的固有极点的频率接近。
    这可能会导致显著的相位延迟、从而导致 OPA211环路中的相位裕度不足、从而导致振荡。
    因此、我们已将 R3从原始0.47欧姆增加到更高、以提高相位裕度。
    虽然我们感谢您的建议、
    我们担心、即使是建议的 R3=PLL 1.5Ω、也可能无法为我们的特定应用提供足够的相位裕度。
    我假设 PLLatinum Sim 系统使用某些运算放大器规格作为计算参数的基础。
    您能说明一下这些是什么规格吗?

    此外、您能否提供有关如何将参数输入到 PLLatinum 仿真中的指导?
    如果我们在 Fosc 字段中输入 OSCinP/N 引脚的频率、
    以及下图中红框字段中的倍频器、乘法器和分频器的计算值。
    例如、如果倍频器为1、倍频器为5、R 预为1、R 后为2、该值是否为2.5?

    此致、
    松本市

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    你好、松本山、

    PLL Sim 没有为运算放大器建模、只是运算放大器的噪声将影响整体相位噪声。  

    PLL SIM 未考虑器件的输入时钟限制、例如、在这种情况下、25MHz x 5不是有效配置。 我们需要在 TICS Pro 中验证它。 如果输入时钟为25MHz、则最大值为 FPD 就是使用无噪声 OSC_2X 倍频器的50MHz。  

    如果输入时钟为30MHz 或更高、我们可以使用倍频器来获得更高的 FPD。

    但是、倍频器会增加噪声。 我建议使用频率更高的输入时钟。

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    感谢您的响应。

    在这种情况下、当使用有源滤波器时、
    这是否意味着我们除了调整 PLLatinum 仿真中计算的 C 和 R 常数之外别无选择
    以匹配我们实际计划使用的运算放大器?

    我知道 PLLatinum 仿真没有考虑输入限制。
    我想在 TICS Pro 中进行验证后、确认如何将这些条件输入到 PLLatinum 仿真中。

    此致、
    松本市

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    你好、松本山、

    环路滤波器计算(找到 R 和 C)不涉及运算放大器的规格、但在 C 型滤波器中、需要增益(由 Ra 和 Rb 设置)。 也就是说、无论在 PLL Sim 中使用哪个运算放大器、您都将获得相同的 R 和 C 值。 要计算环路滤波器、PLL SIM 需要来自 PLL 的 Fpd、Kvco、Kpd (电荷泵增益)和 N;以及 C 型滤波器中的增益。  

    要对相位噪声进行仿真、PLL Sim 需要知道运算放大器的噪声电压。 如果要在仿真中包含基准时钟的相位噪声、PLL Sim 需要知道基准时钟的频率和相位噪声。

    因此、如果我们不 在仿真中包含基准时钟相位噪声、Fosc 和 PLL Sim 中的倍频器块就不重要。 只要 Fosc x (或/)乘法器= fpd、就可以放置任何内容。 例如、要使 Fpd = 125MHz、我们可以使 Fpd = 125 x 1、25 x 5、10 x 12.5或250/2。 在这些配置下、我们将获得相同的环路滤波器值。  

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    感谢您的响应。

    我知道、要在设计时考虑运算放大器特性、需要通过 PLL Sim 以外的方式进行最终调整。
    不过、我知道可以通过将运算放大器噪声输入到 PLL Sim 中来对相位噪声进行仿真。

    关于 PLL Sim 输入方法、我想了解一般用法、
    很抱歉、但请忽略我们之前关于特定输入/输出频率的讨论。
    例如、当将75MHz 输入到 LMX2594且 PRER=2、倍频器=5且 PostR=2时、
    正确的输入是否如下图所示为1/2×5/2=1.25?
    此外、如果我还想在仿真相位噪声的同时考虑基准时钟的相位噪声、
    我是否可以在"Phase Noise"选项卡中正确输入75MHz 时钟的相位噪声?

    此致、
    松本市

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    你好、松本山、

    右侧、75M /2 x5 /2 = 75M x 1.25。  

    要在仿真中包含基准时钟的相位噪声、您需要创建一个类似下面中示例的文本文件。 左列是偏移频率(以 Hz 为单位)。 右侧一列是相位噪声。

    e2e.ti.com/.../120M.txt

    在 PLL Sim 中、选择"Advanced Level"、以便您可以访问任何内容。

    在 Phase Noise 选项卡中、点击 Load Data 按钮并选择文本文件。  

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    感谢您的响应。
    我已理解所提供的信息。

    此致、
    松本市