This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] LMX2820:有源环路滤波器设计、用于实现 0º Ω 相移

Guru**** 2390875 points
Other Parts Discussed in Thread: LMX2820

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/1495491/lmx2820-active-loop-filter-desing-to-achieve-0o-phase-shift

器件型号:LMX2820

工具/软件:

大家好:

我目前正在从事一个涉及 LMX2820 的设计。 此设计的主要目标是实现基准信号和输出之间的 0º Ω 相移。 目标是使用多个 LMX2820 器件并确保所有输出信号与主基准同步。

为此、我们计划使用基于运算放大器 (OA) 的有源滤波器。 根据数据表、最好使用三阶滤波器而不是二阶滤波器、主要用于按照建议放置电容器。

我们面临的主要挑战是滤波器设计本身。 我们使用了 PLLatinum 工具并分析了不同的选项。 但是、我们没有找到有关整个拓扑的输出相位的任何信息、并且我们不确定如何保证 0º Ω 的相移。

如果您对设计此滤波器有任何见解或提供合适的实现方案示例、都将非常有帮助。 我们还愿意使用不同的运算放大器模型来实现滤波器、因此如果您有任何建议、它也会很有帮助。  

提前感谢您的时间和帮助!

此致、  

日本

  • 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。

    尊敬的 JP:

    通常、我们永远不会在输入和输出之间获得 0 度的相位、因为输入和输出之间存在传播延迟、并且环路滤波器(无源或有源)中存在延迟。 如果输出频率是输入频率的整数倍、则输入和输出之间的相位是确定的。 在某些配置中、输入/输出相位虽然已锁定、但不确定、例如在启用输出分频器时。  

    在 LMX2820 中、我们可以使用 MASHSEED 来调整输入/输出相位。  有关详细信息、请参阅数据表第 7.3.12.2 节。

  • 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。

    尊敬的 Noel:

    感谢您的及时答复。

    让我来提供有关我们应用的更多详细信息、以便您帮助我们找到合适的解决方案。 我们需要确保基准和输出信号之间的相移在不同调谐周期内在相同频率下保持恒定。 例如、如果我们锁定在 6GHz、然后切换到 10GHz 并返回到 6GHz、则这个最后阶段的相位应该与初始 6GHz 调优的相位相匹配。

    为了实现这一点、我们确定了使用有源滤波器是最佳方法。 但是、在分析不同拓扑的传递函数、极点和零点后、我不确定环路滤波器必须满足哪些特定标准才能保证这种行为。

    对于此设计、我们使用 PLLatinum 并选择了三阶有源滤波器。 最初、我们考虑了这一点 类型 A 但是,经过对传递函数的进一步分析,我们不确定是否 类型 B 会是更好的选择。

    1. 如何评估 PLLatinum 中信号之间的相移?
    2. 鉴于输出频率范围为 5GHz 至 11GHz 、我们应该设计初始环路滤波器的输出值是多少?
    3. 应使用什么标准来选择 环路带宽 相位裕度 才能实现我们的目标? 我如何能够证实生成的滤波器值对于所有输出频率范围都足够好?

    此外、我们的目标是避免使用同步信号、因为修改设计并不理想、并且实现与 3 类信号同步很复杂。 同步是否对我们的应用真正必要、或者精心设计的环路滤波器是否就足够了?

    如果需要同步、考虑到所有 PLL 共享同一个基准信号、是否有切实可行的方法直接从其中获取同步信号? 或其他已知的解决方案来实现这一目标? 我们知道在这种情况下、时序至关重要、但我们的目标是简化最终解决方案并确保其在最终模块中的可行性。

    我不是 PLL 环路滤波器设计的专家、因此您可以提供的任何指导或建议都会非常有用。

    提前感谢您的时间和支持。

    此致、

  • 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。

    亲爱的诺尔

    您对此有任何反馈意见吗? 我们仍然面临着神灵的问题。  

    非常感谢您的支持。  

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    您需要在 Cat.1 同步配置中保持感兴趣的频率、以确保每个频率的输入/输出相位相同。  例如、使用 100MHz 输入时、输出频率为 6GHz、6.1GHz、6.2GHz、...、9.9GHz、 10GHz。 每次下电上电或重新校准、输入/输出相位都将相同。 但是、该相位在每个频率下可能并不相同。 例如、在 6GHz 时、该相位可能为 1ns、但在 10GHz 时、相位可能为 800ps。

    PLL Sim 不对 PHASE 进行建模。 由于 Kvco 在不同的频率下是不同的,我们通常使用最小和最大的算术平均值 来设计环路滤波器。  

  • 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。

    尊敬的 Noel:

    感谢您发送编修。我们会重新检视您的建议。

    我们的主要目标不是在不同的频率(例如 6.345GHz 与 10.45GHz)  下实现相同的相移、而是确保在返回到时保持大致相同的相移 相同的频率 。 例如、如果我们锁定在 6.345GHz 、切换到 10.45GHz、 然后返回到 6.345GHz 、我们希望产生的相移与 6.345GHz 时的初始相移一致 。

    为了实现这一目标、我们已经使用有源环路滤波器进行了实验。 我们选择了三阶 A 型拓扑并测试了各种无源器件值、但尚未成功实现我们的目标。 我知道相移在参考频率的整数倍上是确定性的、但我们的目标是确保它们之间的一致性 所有频率

    您能提出哪些滤波器标准或设计注意事项有助于我们实现这一目标吗?

    请忽略之前与同步相关的所有要点—上述行为是我们的主要关注点。

    感谢您的时间和支持。

    此致

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    我从未研究  环路滤波器引入的相位变化行为、我不知道环路滤波器是否确实会导致不一致的相位变化。  

    但是、如果您希望任何频率具有确定性相位、我似乎无法做到这一点。 SYNC 功能的开发是为了解析 Cat.2 和 Cat.3 同步配置中的非确定性相位特性。 SYNC 仍然无法支持任何频率、因为它不适用于 Cat.4 同步。 SYNC 类别基于输入/输出频率、我怀疑环路滤波器是否会导致非一致的相位。 例如、同一个滤波器应用于任何频率、为什么只有 Cat.1 SYNC 具有确定性相位?

  • 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。

    尊敬的 Noel:  

    感谢您的快速答复和支持。  

    我认为使用 SYNC 信号可以实现相位同步。 不过、我认为环路滤波器在这方面可能发挥着重要作用。 如果有人 遇到了同样的问题、我将只为这方面开一个新的 topìc。  

    此致!

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    好的、我会将新帖子保留一周。 让我们关闭这篇文章。

  • 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。

    Okey Noel、

    非常感谢您到目前为止的帮助和支持。

    我想问一下最后一个问题:如果我们仅在一个 PLL 中使用同步信号、我们是否仍然可以实现保持确定性相位关系的目标?

    我知道、类别 3 SYNC 有特定的时序要求。 但是、发送 SYNC 信号的确切时刻是否至关重要? 或者、无论相位何时应用、相位是否始终是确定的?

    再次感谢您的宝贵帮助。

    此致。

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    SYNC 信号用于对齐输入和输出之间的相位。 对于一个器件同步、SYNC 信号的时序实际上并不重要。 仅当我们要在多个器件共享同一输入时钟时同步这些器件时、时序才至关重要。  

  • 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。

    尊敬的 Noel:  

    我们一直在使用 SYNC 信号、并遇到了几个问题。

    使用同步信号时、我们并未观察到输出和基准输入之间的确定行为。 例如、在使用 100MHz 参考信号并将输出频率设置为 25MHz 的倍数 时、我们可以观察到 PLL 可以锁定到四个不同的输出相位之一。 这些相位以 90°间隔、这与分数 N PLL 的预期行为一致。

    执行 VCO 校准后、锁定的相位会在这四个可能的值之间发生偏移。 但是、在切换 SYNC 引脚时、我们期望 PLL 始终锁定到同一相位、从而与基准实现确定性相位对齐。 相反、我们看到的非确定性行为与 VCO 校准相同、即 SYNC 引脚的每次锁定和每次切换、相位会在四种可能情况下发生变化。

    是否有办法可以确保在每次 SYNC 引脚切换后输出信号相位保持一致? 例如、SYNC 切换的精确计时(例如始终使用相同的时序边沿或在基准信号的特定时刻应用同步切换)是否可以保证确定性锁定?

    此外、我们还使用 VCO InstCal 和标准 VCO 校准重复了该过程。 为了实现我们的目标、我们是否应该考虑任何与 VCO 校准方法相关的注意事项? 我们的理解是、每次频率变化时、都必须重新校准 VCO、然后重新同步以对齐输出相位。

    我们希望您能就此提供任何指导。

    再次感谢您的参与和支持。

    此致、  

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    您正在与哪个设备通信? 我觉得 LMX2820 是 LMX2820、但该器件不支持 25MHz 输出。

  • 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。

    尊敬的 Noel:  

    我指的是 25MHz 的倍数、例如 9225MHz。  

    谢谢你。

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Noel:  

    您对此有任何反馈意见吗? 在这一问题上、我们需要得到紧急支持。  

    感谢你能抽出时间。  

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    我没有能够测量 100MHz 和 9GHz 信号之间相位的示波器。  

    100MHz 输入、9225MHz 输出是 3 类配置。  

    我验证了、如果输出是 50MHz、这也是 3 类配置、则同步后的相位相同。  

    您是否也可以验证此配置?

  • 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。

    尊敬的 Noel:

    您能否详细描述一下您用于在 50MHz 处测量相位的设置 ? 您是否在配置中使用了 SYNC 信号?

    对于 50MHz 输出、分频器的小数部分将为 1/2、这意味着至少有两个由 180°分隔的可能锁定相位。 此外、我是否可以询问您使用的基准频率是多少? 在本例中、我们使用 100MHz 基准、这意味着生成 50MHz 输出涉及使用通道分频器。 因此、我知道这是一个 Cat 4 同步案例 — 您能否确认?

    关于我在上一封电子邮件中分享的技术说明、如果您能澄清或扩展我提出的要点、我将不胜感激。 您的见解将非常有帮助。

    目前、我们正在尝试使用 MASH 寄存器、以确保 Δ — Σ 调制器始终从相同的初始偏移开始、以便在频率变化时保持确定性相移。 我们通过设置不同的 MASH_SEED 值并同时使用 SYNC 信号和 MASH_RESET_N 寄存器来重新对齐输出相位、对此进行了测试。

    我们已经验证 MASH_SEED 确实会影响输出、因为我们可以观察到与其值相关的相移。 但是、每次我们触发 SYNC 信号时、输出相位似乎在四个离散值(由 90°分隔)之间随机变化、这与分数 N PLL 的预期行为一致、但与我们尝试实现的确定行为无关。

    如果您能就如何正确使用 MASH 相关寄存器和同步信号来获得一致且可重复的相位对齐提供指导、我们将不胜感激。 更具体的是、如果可能、请向我们描述一个正确的序列来对 MASH 寄存器和应用同步信号进行编程。  

    最后、让我来介绍一下我们如何进行设置测量、以便您更好地了解我们的测试:
    设置 1:
    来自 PLL 的信号(锁定到来自信号发生器的 100MHz 基准)用于驱动射频混频器。 第二个射频混频器接收来自配置为相同频率的单独信号发生器的信号。 然后比较两个混频器的输出以分析相位。 所有三种仪器均使用 10MHz 参考进行同步。

    设置 2:
    与设置 1 相同、但将其中一个信号发生器替换为第二个 PLL 器件、也锁定到同一 100MHz 基准。 这两种设置产生相同的相位行为。

    如有任何其他信息有助于进一步分析问题、请告知我们。

    非常感谢您的支持。

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    这是用于测量输入和输出之间相位的配置。 这是一个 Cat。 3 SYNC 配置。

    每次点击“Calibrate VCO“按钮时、都会得到不同的相位。

       

    点击 Toggle PSYNC 引脚按钮将返回相同的相位。 这意味着、在同步之后、输入/输出相位是确定性的。

    MASHSEED 能够调整输入/输出相位。 但是、每次我们进行 VCO 校准或同步时、MASH 将被复位。 我们必须再次通过 MASHSEED 调整相位。  

  • 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。

    尊敬的 Noel:  

    我们目前正在测试中 不同情况下 正如我已经解释过几次、我们正在努力工作 小数模式下 。 您之前的响应基于整数 N 配置(分子= 0)、这不代表我们的用例。 我已复制您的设置和 也观察到了相同的行为 —但同样、这不是我们感兴趣的情况。

    我们需要您的支持、特别是对于使用分数分频器的测试条件、我们需要您提供支持 确切的问题

    我们一直在配置 MASH_SEED 寄存器和 MASH_RESET_N、以尝试确保 Δ — Σ 调制器 始终从已知状态开始 。 然而、我们仍然观察到 每个 SYNC 信号切换时的不同相位

    以下是我们使用的确切流程(启用 PHASE_SYNC_EN 和 MASH_SEED_EN):

    1.配置新的输出频率(小数值,例如 N = x + 1/4 )

    2.校准 VCO(我们已经尝试过 FCAL_EN = 0 和 1,即时校准和正常校准)

    3、设置 MASH_RESET_N = 0

    5.将值加载到 MASH_SEED 中(我们测试了各种值)

    6、设置 MASH_RESET_N = 1

    7.切换 PSYNC 引脚


    →结果:我们仍然观察到 一些不同的输出相位 (例如,四种状态间隔为~90°、N = x + 1/4)

    我们需要对以下问题做出具体的回答(逐点)


    1.是否有 r 等效校准方法 使用分数 N 模式与同步时实现确定性相位? 我们认为即时校准是最合适的、但我们需要确认。

    2.是我们 正确配置 MASH 是什么呢? 是否有任何其他限制或条件来确保使用 SYNC 和 MASH_SEED 的相位可重复性?

    3.是 发送 SYNC 信号的时序和方法很重要 使用单个 PLL 时(至少现在)? 具体地说,那一刻 应用 SYNC 信号会影响实现一致相位对齐的能力 ? 我们知道 SYNC 信号的时序要求通常对于同步多个器件至关重要、但我们需要阐明这是否也影响单 PLL 设置中的确定行为。

    4. 最重要的 是否可以使用您的器件在分数 N 模式下实现确定性锁相 ? 如果是、我们需要 确切的配置步骤 。 如果不是、我们需要您明确确认。 请产品专家回顾一下并给我们 一个明确的答案 ? 这将帮助我们确定我们是否可以继续使用此模型或需要评估替代方案。

    这个问题是紧急的 明确的开发时间表。 我们请您帮忙 严格遵守这些要点、以便我们能够清晰地向前迈进

    感谢您的时间和支持。

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    我没有能够测量 100MHz 和 9GHz 信号之间相位的示波器。 此外、当这两个频率不是彼此的整数倍时、我的示波器无法测量它们的相位。 我提供的配置已经是 Cat.3 同步配置。 如果分数不为零、这并不重要。  

    验证 3 类同步的另一种方法是测量多个设备之间的相位。 在这种情况下、进入示波器的信号具有相同的频率、以便示波器可以测量其相位。  

    下面的配套资料举例说明、这是具有非零分数的 Cat.3 同步配置。

    www.ti.com/.../snau273

  • 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。

    尊敬的 Noel:  

    请回答我关于最后一封邮件的 4 个问题 ? 我需要这些信息。

    关于测试范围、我不需要您复制我正在测试的具体情况、我只需要对我提出的具体问题做出明确的回答。

    但是、如果要测试类似的场景、请使用 85 + 760/1000 的分数配置来生成 8576MHz 的 VCO 频率 、然后应用 128 的分频器来实现 67MHz 的输出 。

    通过这种配置、您应该观察到多个可能的输出相位状态、这正是我们试图理解和控制的行为。

    。  

    最棒的餐厅  

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    8576MHz 没有问题。  

    以下是 8756MHz 处两个 LMX2820 之间可能的相位之一。

    这是 3 类配置、同步脉冲的时序至关重要。  

    同步后、相位始终如下所示。

    除以 128 以得到 67MHz。

    可能的相位之一。

    后同步。

  • 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。

    尊敬的 Noel:  

    您能否介绍一下用于执行该测量的设置和配置?
    您使用的是 EVM 吗? 如果是、是否可以与其施加精确定时的 SYNC 信号、或者您是否使用备用硬件来生成 SYNC 信号?
    此外、您是否以相同频率生成信号来准确测量相移?

    感谢您的支持。

    此致、

  • 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。

    尊敬的 Javier:

    用户指南中记录了设置此类测量的过程。

    https://www.ti.com/lit/pdf/snau273