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[参考译文] Kpfd 和 VCO 电容

admin
Guru**** 2589300 points


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/773029/kpfd-and-vco-cap

我有2个问题：

1) 1)在 llatinum sim 软件中什么是 Kpfd。 基本上、它以 mA 为单位。 PFD 通常提供增减值。 如果我们给出14mA 的 Kpfd、这是否意味着电荷泵中的电流为14mA。 请您澄清一下

2) 2)在 llatinum sim 软件中什么是 VCOCAP。 我读取它是 VCO 调优引脚。 这是否意味着它是固定的 mos 变容电容器或它是什么。  

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    TI__Guru**** 2589300 points
    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。
    KPD 表示电荷泵增益、单位为 mA。 因此、如果该值为15mA、这意味着电荷泵可以拉取15mA 或灌入15mA。 对于+2pi 相位误差、它会产生15mA 的电流；对于-2pi 相位误差、它会吸收15mA 的电流、因此时间平均值为(15-15)/(2pi-2pi)= 15mA/2pi。 不考虑2pi、因为电荷泵增益会将 VCO 增益乘以2pi。

    VCO 电容是 VCO 的固有输入电容。 这是固定值、而不是设计参数。 这是由变容二极管造成的。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2589300 points
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    感谢您的回复。

    关于 KPD、这是否意味着当我设计一个电荷泵时、它必须具有15mA 的电流源。 换句话说、从电路的角度来看、我必须使用多少电流。 是15mA 还是15mA/2*PI

    通常、电荷泵中的电流大约为 uA、但这里 大约为15mA。 请提供建议。

    此外、对于 SERDES 28Gbps、我有一个以14GHz 和28Ghz 运行的 PLL。 您的工具 PLLatinum Sim 的有效值高达15GHZ。 任何建议、我应该对28GHz 时钟执行什么操作。 用于估算28GHZ 下抖动和 LPF 分量的任何工具。

    第三、VCO 的固有电容是什么意思？ 它是否意味着我们在 VCO 中具有的固定电容器。 换句话说、我们有一个固定的电容器和 mos 变容器。 我们是否可以将 VCOCAP 保留为零、或者如果我们选择 VCOCAP 为零、在稍后的仿真中是否会出现问题

    PLLatinum 仿真输出的抖动值是 VCO 的总抖动、还是包括 PFD、lLPF、/N 和 VCO。 我的抖动预算为0.3185ps、使用该工具实现的抖动为0.08ps。 所以、我的状态很好。 请提供建议。

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    TI__Guru**** 2589300 points
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    Pankaj、

    1、KPD：如果器件编程为15mA、这意味着如果电荷泵以100%占空比完全打开、它将拉电流或灌电流15mA。 一些电荷泵在几百 uA 范围内、尤其是抖动清除器等低带宽 PLL 的电荷泵、但这在 mA 范围内。
    但请注意、在锁定状态下、电荷泵的占空比通常非常低、因此该电荷泵大部分时间处于关闭状态。

    电荷泵导通时的源电流为15mA、而不是15mA/(2pi)。 现在、如果要将其转换为电流/弧度、则除以2 π。 但我不建议这样做、因为 VCO 增益乘以2pi 以从 Hz 转换为弧度、因此2pi 会抵消。

    2.15GHz：PLLatinum sim 可用于直流到日光的频率、当然高于15GHz。 现在、如果您选择的器件不超过15GHz、它可能会发出警告并将框变为红色、但您不必注意这些警告。 此外、您还可以执行自定义 PLL。 数学或工具不会突破15GHz、因为这是我们的最高频率 VCO。

    3. VCO 电容：这是 VCO 的固有属性。 告诉工具它由于不方便而为0并不会改变实际的器件。 PLLatinum sim 会对您所说的任何内容进行建模、因此用户的任务是为其提供正确的信息。 如果将此 VCO 电容锁定在用户能够选择的范围内、可能会更简单、但有时这些简化会使用户感到沮丧。 例如、如果您有自己的外部 VCO、则可以在 VCO 数据表中找到此参数。 或者、如果 VCO 电容与默认值不同、您可能希望查看对您的设计的影响。 或者、您可能会看到一些奇怪的效果、并希望查看 VCO 电容是否可能是合理的解释。 我们无法保证 VCO 电容的测量值或高置信度测量值。 这是根据设计得出的估算值。

    抖动：抖动是从相位噪声计算的。 在图中、您可以看到它包括 PLL、VCO 和环路滤波器。 如果您愿意、可以转到相位噪声选项卡并添加输入基准噪声；如果您没有 PLLatinum sim 会假设噪声输入基准。 "PLL"部分包括来自 N 分频器、R 分频器、输入路径和电荷泵的噪声。 这些都集中在 PLL 闪烁噪声和 PLL 品质因数的参数中。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2589300 points
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    尊敬的 Dean：

    对于定制 PLL、我将获得80fs 的抖动。 但是、电容为 C1=18pF、C2 = 2700pF、R=68欧姆。 对于片上 LPF、组件的价值不会太大或不会是正确的。 此外、由于 R 较低、因此抖动较低。

    电荷泵增益为6.5mA。 这是否意味着我必须在电荷泵中分别将拉电流和灌电流分别设置为6.5mA。 此外、当您说占空比为100%时、这是否意味着在拉电流和灌电流、即 VDD 和 VSS 短路时处于稳定状态。 此外、当处于锁定状态时、相位误差或非常小、因此净电流将流动一段时间。 我不清楚你的占空比是什么意思。 请您回复。

    感谢你能抽出时间。
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    TI__Guru**** 2589300 points
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    Pankaj、

    因此、如果您告诉 PLLatinum sim、c1 = 18pF 且 VCO 输入电容为0、那么您可能会发现、当您实际构建它时、环路带宽比之前设计的要窄得多、因为 VCO 输入电容不是零、 但要高得多。 此外、还有一个最小的高阶电容、该工具可能会向您发出警告。 如果 VCO 旁边的电容器< 3.3nF、则 VCO 相位噪声会降低。 该工具默认为1.5nF 限制、这会导致大约1nF 的降级。 换句话说、不要忽略这些。

    为了解决这一问题、您需要最大限度地提高相位检测器频率以及电荷泵增益。 您可以使用高级模式来设计最小化抖动。 此外、单击环路滤波器上的"设计技巧"。

    对于您的变化泵电流、在您的情况下、您将施加6.5mA 的电流、但您应该实际增加到15mA、以帮助解决小问题。 至于占空比、它仅在解锁的极端情况下为100%、在锁定状态下、它在稳定状态下小于1%。

    当 PLL 锁定时、电荷泵会非常短暂地拉电流、然后进入高阻抗状态。 然后、它会非常短暂地灌入电流并进入高阻抗、然后重复。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2589300 points
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    尊敬的 Dean：

    感谢您的详细答复。 我注意到、当我们更改 VCOCAP 时、环路带宽也会发生变化。

    您提到3.3nf 是 VCO 旁边的电容器。 但是、我从 C1=18pF、C2=2700pF 和 R=68欧姆的电容器和电阻器获得80fs 的良好抖动规格。 因此、如果抖动规格是我想要的、那么当我可以从 VCO 旁边的低电容获得性能时、为什么我应该选择3.3nF。

    您在键入以下回复时错过了一个关键字：之前的回复："小"/它抖动或其他什么。 请参见下面的

    对于您的变化泵电流、您在本例中的电流应为6.5mA、但您应该真正增加到15mA、以帮助解决"小"问题。 至于占空比、它仅在解锁的极端情况下为100%、在锁定状态下、它在稳定状态下小于1%。
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    e2e.ti.com/.../7411.LMX2594-Minimum-High-Order-Cap-for-Vtune.pdfPankaj、

    PLLatinum sim 不会对所有影响建模、也不会对违反低于3.3nF 建议的影响建模。  在环路滤波器设计选项卡上、单击滤波器设计提示按钮、它将讨论所有这些内容。  另见所附报告。

    至于"小"、我将讨论 VCO 旁边 的小环路滤波电容器、18pF 真的很小。  它不仅会被 VCO 输入电容淹没、而且会导致高 VCO 杂散噪声、而 PLLatinum Sim 未对此进行建模。  但是、如果您将电荷泵增益加倍、该电容会翻倍、并且它会有所帮助、尽管 C1的36pF 仍然太小。

    此致、

    Dean

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    假设我为 C1使用3.3nF 电容器。 我必须执行片上或片外环路滤波器。 因为片上电容器在面积方面会很大。 请提供建议。
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    此外、PLLatinum sim 是否考虑了晶体管的 gm 变化。 在 PLLatinum 报告的抖动值和电路中实现的实际抖动(包括电感器噪声、晶体管的 gm 等)中、抖动规格的百分比变化量

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    TI__Guru**** 2589300 points
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    偏移频率是多少、或者下 表中的含义是什么。

    同样、如果我的 KPD 如前所述为15mA 、而我的 VDD 为1V、那么 CP 的功率损耗是多少。 是15e-03 * 1伏还是取决于占空比。 请提供建议

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    Pankaj、

    该偏移量是从载波偏移的。 例如、如果 C3_LF 为120pF、阻抗为997 Ω、100kHz 偏移时的相位噪声降级为4.4dB。

    至于来自电荷泵的电流、它取决于占空比。 占空比很低，如1%，更像15e-03*1vol*1%

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2589300 points
    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。
    请您与我分享您对2个设计问题的看法、或者您能提供指导。

    假设我为 C1使用3.3nF 电容器。 我必须执行片上或片外环路滤波器。 因为片上电容器在面积方面会很大。 请提供建议。

    此外、PLLatinum sim 是否考虑了晶体管的 gm 变化。 PLLatinum sim 中抖动规格的百分比变化量、即报告的抖动值和电路中实现的实际抖动、包括电感器噪声、晶体管的 gm 等任何想法和建议。
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    您好 Pankaj、

    请参阅另一篇文章的反馈。