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[参考译文] LMX2582:PLLatinum Sim "优化抖动"策略不会最大程度地减少抖动

Guru**** 2587345 points
Other Parts Discussed in Thread: ADC12DJ3200EVM, LMX2582

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/1008021/lmx2582-pllatinum-sim-optimize-jitter-strategy-does-not-minimize-jitter

器件型号:LMX2582
主题中讨论的其他器件:ADC12DJ3200EVM

我目前使用的是 ADC12DJ3200EVM、它使用 LMX2582生成 ADC 时钟。 我想使用 PLLatinum Sim 估算 ADC 时钟抖动。

我想使用9位 ENOB 对从直流到5GHz 的信号进行采样、因此 RMS 抖动目标是 TJ < 1/(2 * pi*fin (max)* 2^B)= 62.2fs。

PLLatinum Sim 表明 LMX2582器件可以满足此抖动要求、但是、在使用该工具时、我注意到一些奇怪的问题、希望 TI 对此进行评论。

以下步骤序列演示了问题示例;

1.启动 PLLatinum Sim 并选择 LMX2582器件

2.将功能级别设置为“高级”

3.选择“相位噪声”选项卡,并通过选择“使用指标”来打开 OSC 噪声

4.将 VCO 频率更改为5000MHz,以便输出时钟更改为2500MHz。 这是我计划使用 ADC 的标称采样率。

5.将 PFD 频率更改为200MHz 以打开输入倍频器,并将混频器顺序更改为1以清除反馈分频器警告(红色背景)。

6.将 KPD 更改为5mA。

7.选择"Filter Designer"选项卡、选中"Loop Bandwidth " Auto 复选框、将"Auto Parameter Strategy"更改为"Optimize Jitter"、然后单击"Calculate Loop Filter"

计算出的抖动为6285fs。 这是一个奇怪的 GUI 错误、其中抖动估算错误。 在"Phase Noise"选项卡下、禁用并重新启用 OSC、抖动重新计算为109.1fs。 禁用 OSC 会将抖动降至108.9fs、因此在该配置中、OSC 不会产生大量抖动。 重复步骤1至7、跳过步骤2、计算出的抖动为108.8fs、然后启用 OSC 会将抖动增加到109fs。 这是 PLLatinum Sim 错误。

我对"优化抖动"的假设是、它将以最小抖动为目标、但情况并非如此。 如果 KPD = 5mA 且 Tj = 190fs、则如果我现在增大 KPD、抖动会降低。 例如、如果我在不重新计算环路滤波器的情况下更改 KPD、则抖动会降低;KPD = 9.688、Tj = 74.95fs、KPD = 19.375mA、Tj = 58.14fs、 Kcp = 24.219mA、Tj = 55.9fs。 这些新 KPD 设置的相位裕度很好。 如果重新计算环路滤波器、则抖动会轻微增加。

为什么"优化抖动"策略不扫描环路带宽以找到最小抖动?

此致、

Dave

  • 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。

    大家好、

    我在调查时做的另一件事是查看 C3的最小值= 3.3nF 是否会对事情产生影响。

    我手动输入了环路带宽和相位裕度、并 将电容阶跃值和电阻阶跃值更改为理想值。 现在、当我单击"计算环路滤波器"时、如果带宽不完全符合指定值、我可以告诉大家、C3 = 3.3nF 限制就是原因。 但是、我可以增大 Kcp、单击"计算"、然后迭代调整环路带宽和相位裕度以减少抖动。 例如、Kcp = 24.219mA、环路带宽= 110kHz、相位裕度= 50度、单击"计算环路滤波器"、Tj = 61.31fs。

    设置的组合太多、无法手动计算最小抖动配置。

    我能够为 ADC 上的环路滤波器组件获得低于60fs 的抖动、 但当然、电路板上的实际组件会有不同的相位噪声响应、因此我需要测量 J20上的时钟输出、以真正找到最佳的设置组合。

    此致、

    Dave

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    您好、Dave、

    我再现了您描述的问题、在计算过程中基准输入噪声的缩放不正确会带来一些问题。 我将把它传递给维护人员。

    "优化抖动"正如您所配置的、在所有自动设置且没有运行滤波器优化器的情况下、假设没有最低 VCO 电容要求、将找到 VCO/PLL 交叉点用作目标带宽。 然后、如果需要最小电容、无论它如何影响环路带宽(只要滤波器稳定)、都将插入该电容。 最后、它会将所有值舍入到可实现的电容器和电阻器值。 您将注意到、如果将最小高阶电容器设置为0、则 C3值将低得多、带宽将更接近最佳值。 此外、根据集成带宽或滤波器阶数、可能有更好的策略来选择更优化的抖动。

    如果您不认为选择 PLL/VCO 交叉点将产生最佳抖动、请首先在相位噪声选项卡上为您的应用设置正确的积分带宽范围。 然后、您可以改用滤波器设计器选项卡上的"Performance Summary"组、并将优化器设置为抖动-这会将该组转换为滤波器优化器设置组。 确保您也将其中一个参数设置为抖动、并为优化器设置最大值-如果未设置任何参数、则会失败、 或者、如果参数的极限值为零(无论极限值如何、它都将查找最小值、只需设置)。 然后、您可以更改滤波器参数时间、强制组件值时间(对于 LMX2582、保留最左侧、不带强制参数)、并在功能级别设置下方的左侧设置最大计算时间。 如果高阶滤波器自动设置、您还可以为其设置环路带宽、相位裕度、伽马和极点比率的最小和最大扫描范围。 现在、如果单击"Calculate loop filter"、优化器将测试许多不同的值、并尝试获得最佳结果。 请注意、由于应用程序在与 UI 相同的线程中运行优化器、因此应用程序可能会暂时挂起... 这是预期的结果、您应该确保将最大计算时间设置为您愿意承受的任何时间、以防优化器进入杂草中。 为了基本了解它的功能、我建议始终在左侧启动滤波器参数和强制组件时间滑块、然后对环路带宽和相位裕度的一些合理限制进行编程、 并将最大计算时间设置为不高于60秒(30秒在英特尔 i5-8000系列笔记本电脑上对我有效)。

    此致、

    Derek Payne

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    尊敬的 Derek:

    感谢您确认 OSC 噪声故障。 感谢您对 PLLatinum Sim 的更多见解。 我已经在将 C3最小值设置为零。 我将使用您建议的其他设置。 您的评论是否记录在某个位置? 我很乐意通读 PLLatinum Sim 用户指南、但我没有看到任何内容。 Banerjee 的书当然是一个非常有用的参考! 但存在一些方程误差

    1. P340上的 eq 38.8正确、p342上的 eq 38.18错误(缺少时间常数上的平方)

    2. P340上的 Eq 38.9正确,p343上的 Eq 38.19错误(切换了 T2和 T1)

    谢谢!

    此致、
    Dave

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    您好、Dave、

    没有关于 PLLatinum Sim 的官方用户指南;最好的文档位于小"?" 在 GUI 周围、我认为他们不能很好地向用户展示如何针对更复杂的情况设置 GUI。 据我所知、我只描述了在 E2E 上使用值代入自动优化器的过程。 尽管如此、您还不是第一个询问 PLLatinum Sim 用户指南的人。 几年来、我一直在要求 Dean 写一个、并解释了更复杂的程序... 无论如何,考虑到有多少人提出了要求,我可能会逐渐成为我希望在未来四个月中的某个时候在世界看到的变化。

    好的、我也会让 Dean 知道数学错误。

    此致、

    Derek Payne

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    尊敬的 Derek:

    感谢您提供有关如何使用 GUI 的提示。 使用高级优化器来确定最小抖动的挂起。

    返回以上评论:

    "优化抖动"正如您所配置的、在所有自动设置且没有运行滤波器优化器的情况下、假设没有最低 VCO 电容要求、将找到 VCO/PLL 交叉点用作目标带宽。

    我认为这使得工具比必要时更加混乱。 您能否让开发人员在运行自动设置例程时使用最小 VCO 电容要求? 只有当您将 GUI 更改为"高级"功能级别模式时、您才会看到有一个最小 VCO 电容参数。 假设"Advanced"页面具有最小 VCO 电容的合理默认值。 自动设置例程使用它似乎是合理的。 如果这是默认设置、我就不会感到很困惑了。

    此致、
    Dave

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    尊敬的 David:

    当然、我们会将您的反馈传递给开发人员。 感谢您的建议。

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    谢谢 Noel! 此致、Dave。