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[参考译文] LMX2572：锁定时间远长于例外情况

admin
Guru**** 2587365 points
Other Parts Discussed in Thread: LMX2572, LMX2594

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/731674/lmx2572-lock-time-is-much-longer-than-excepted

器件型号：LMX2572
主题中讨论的其他器件： LMX2594

您好！

我使用 LMX2572实现速度为800至6000 MHz、步长为20 MHz 的快速步进频率合成器。 在全辅助模式下、所需的锁定时间小于20us。 °使用 PLLatinium 进行仿真、模拟锁定时间应小于15us (3.阶环路滤波器、bs=200kHz、margin=40 μ s、gamma =1.48)。

根据测量、大多数频率下的锁定时间< 20us、但某些频率下的锁定时间> 50us。 屏幕截图显示了5160、5180和5200 MHz 时的相位误差(SPI_CLK=GREEN、PhaseError=Yellow)。 5160和5200处的锁定时间正常、但5180过长。

此测试使用的全辅助寄存器值(FREQUENCY、VCO_SEL、VCO_capctrl、VCO_daciset)
5160 MHz、4、24、b4
5180 MHz、4、21、b4
5200 MHz、4、1D、ae

如何优化所有频率的锁定时间？

此致 Samuel

  • 0
    TI__Guru**** 2587365 points
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    塞缪尔
    棘手的问题、我只能想到以下几点：
    对于 VCO 校准设置、应通过锁定器件并读回设置(而不是 GUI 上的 TICSPro 按钮)来获得这些设置。 我这么说是因为如果 VCO_DACISET 设置错误、可能会影响系统的环路带宽。 实际上、如果您有频谱分析仪、您可能只需将其锁定到5180 MHz、并确保环路带宽看起来合理。 您可能已经完成了这些工作、但如果没有、可能值得尝试。

    2.对于引脚3上的电容器、请参阅减小此值是否有助于5180MHz 锁定时间。

    此致、
    Dean
  • 0
    TI__Guru**** 2587365 points
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    尊敬的 Dean：

    感谢您的快速响应

    >>对于 VCO 校准设置、应通过锁定器件并读回设置来获得这些设置

    这正是我所做的

    >>我这么说是因为如果 VCO_DACISET 设置错误

    第一个帖子中的值由我的固件和硬件获取。 如果我对 TICS Pro 和 EVM 执行相同的操作、我将获得相同的值

    1. 加载默认模式配置
    2. 更改 Fosc、FPD 和电荷泵增益
    3. 将 MUX_LD_SEL 设置为回读
    4. 设置频率
    5. 读取原始寄存器

    >> 实际上、如果您有频谱分析仪、您可能只需将其锁定到5180 MHz、并确保环路带宽看起来合理。

    所有频率的环路带宽为200kHz

    >>对于引脚3上的电容器、请参阅减小此值是否有助于5180MHz 锁定时间。

    我用1uF 和100nF 进行了测试、没有改进

    将频率从5160更改为5180后、频率误差持续保持在47MHz、持续~20us。 PLL 似乎无法正常工作。  

    我将使用以下预设

    有什么想法吗？

  • 0
    TI__Guru**** 2587365 points
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    我发现了一些有趣的东西

    第一张图片显示了频率从 5160更改为5180 MHz 后环路滤波器的电压(绿色波形)。 环路滤波器电压降至零！ 第二个示例显示 了800至6000MHz 整个范围内的环路滤波器电压。  

  • 0
    TI__Guru**** 2587365 points
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    塞缪尔

    我有两个理论：
    1.回路滤波器/循环滑动相关
    尝试更改电荷泵电流。 如果它在20us 后调整电压变为低电平时改变这个时间、那么它指向环路滤波器。

    2.振幅校准毛刺脉冲
    执行此频率更改、而不更改 VCO_DACISET 设置。 如果这解决了问题、我怀疑振幅设置中有什么问题。 这是引脚3电容器所需的、但它似乎不是正确的、但也最好通过这种方法检查。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    早上 、Dean、

    >> 1. 环路滤波器/循环滑动相关

    改变 电荷泵电流会改变整个锁定时间、而不是毛刺脉冲的长度

    >> 2. 振幅校准干扰

    更改 VCO_DACISET 不会导致干扰。

    我在 SPI 请求之间添加了延迟、以查看哪个命令导致了 glich。 在该示例中、PLL_N 从258更改为259

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    塞缪尔

    当您将 N 分频器值从258更改为259时、这将尝试将 VCO 频率提高。 由于这是负调谐系数 VCO (Kvco 为负)、这将使 VTune 电压降低。 尽管 VCO 具有较宽的调谐范围、但 VCO_CAPCODE 指定的特定频带可能不是那么宽。

    所以、在我看来、所发生的情况是、您要让 VCO 达到更高的频率、但您尚未更改 VCO_CAPCODE 的值、因此它会满贯您所处的频带可以处理的最高频率、 这意味着满贯回0V 调谐电压。

    因此、如果您在假设情况下先更改 VCO_CAPCODE、则调优 votlage 将保持高电平、直到您放置适当的 VCO_CAPCODE 值。

    如果这是发生的情况、那么纠正这种情况的方法可能是确保 VCO_CAPCODE 和 PLL_N 值变化之间的时序更接近。 希望这对您有所帮助。

    此致、
    Dean
  • 0
    TI__Guru**** 2587365 points
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    我发送 PLL_N 和 PLL_N[18：16]作为最后一条命令、但没有任何改进

    我以 20MHz 步长扫描频率从800至6000MHz (总共260步长)。 负干扰发生 三次(~1280MHz、~2580MHz 和5180MHz)。 还有一些正干扰、但时间更短、为~10us。  

    频率、VCO_SEL、VCO_capctrl、VCO_daciset、PLL_n、 RF_n
    1280、4、2a、B2、256、 4.
    2580、4、24、B3、258、 2.
    5180、4、20、B3、259、 1

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    塞缪尔

    当您写入 PLL_N 时、PLL 环路会尝试强制 VCO 在频带中达到更高的频率(因为 VCO_CAPCTRL 尚未更改)、这会将调谐电压变为接地。 PLL 环路确实会恢复、但大约需要20us 的时间才能恢复。 这似乎是您所说的"干扰"。

    现在有一点困惑的是、改变电荷泵电流不会影响毛刺脉冲的长度、除非此毛刺脉冲与计数器相关。 如果它与计数器相关、它将受到相位检测器频率的影响。 我们没有计数器复位、所以我唯一能想到的是写入速度更快、PLL 不会有太多反应、或者对电荷泵进行三态、以防止这种毛刺脉冲。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    你(们)好，迪

    >>现在有一点困惑的是、改变电荷泵电流不会影响毛刺脉冲的长度、除非此毛刺脉冲与计数器相关

    我使用不同的 CPG 设置进行了一些测量(请参阅末尾的图片)。 图中显示了环路滤波器的电压。 玻璃的长度不随 CPG 而改变。 通常锁定时间约为20us、玻璃增加额外延迟20us。 对于我的应用、锁定时间不得超过20us。

    >> 我们没有计数器复位、因此我唯一能想到的是写入速度更快、PLL 不会有太多反应

    在上述测量中、我写入了5us 内的所有寄存器值。

    >>或三态电荷泵以防止此干扰

    我将 0x0E1800作为第一条命令写入、 将0x0E1878作为最后一条命令写入、但这并不起作用。  

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    塞缪尔

    我尝试复制此内容、但我的设置在对 EVM 进行编程时受到限制、因此无法复制此内容。 具体来说、TICSPro 非常慢、我们拥有的唯一一个字发生器可能像我一样老(好吧、也许不是那么老)、我不知道如何使用它。

    因此、我能想到的最好的方法是锁定在5160MHz、并仅通过更改 N 分频器值而不是 VCO 校准设置切换到5180MHz。 在本例中、我没有看到干扰。 现在、这不包括 VCO 校准设置、所以我认为可能是 VCO_DACISET 或 VCO_CAPCTRL 的设置之一。 但我还看到分频器可能会发生变化。 例如，当您写入5160时，输出频率实际上是2580MHz，并更改分频器。

    在您的设置中、您是否已经尝试过这样的操作：将所有设置为5180 MHz、并且仅使用 PLL_N 分频值来更改频率？

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    尊敬的 Dean：

    >>所以我认为可能是 VCO_DACISET 或 VCO_CAPCTRL 的设置之一

    对我来说、它看起来像是 PLL_N 导致了这个干扰。 请参阅 2018年10月1日图片 、设置 PLL_N 后电压立即降至零 在2018年10月2日的测量中、我更改了命令的顺序、但 glicht 仍然发生在 PLL_N 上(PLL_N 是第二个命令、VCO_DACISET 和 VCO_CAPCTRL 在 PLL_N 之前正确设置)。 此灯的长度不随 CPG 或 SPI 的时序而变化。 它始终会增加20us 的延迟。 此问题仅在~1280MHz、~2580MHz 和5180MHz 的特定频率下发生。

    >>在您的设置中、您是否尝试过这种方法、方法是设置所有值、使其适用于5180 MHz、并且仅使用 PLL_N 分频值来更改频率

    以下测量是在 SPI 命令之间具有额外延迟的情况下进行的(黄色轨迹：SPI clk、绿色轨迹：环路滤波器电压)

    图片：频率从5140MHz 改为5160MHz。更改 PLL_N 后电压下降、但不为零。 VCO_CAPCTRL 被正确设置后、电压立即恢复。 如果您从  2018年10月1日锁定图片(频率从5160 MHz 更改为5180 MHz) 、则会出现下降到零的情况。 20us 后、电压上升、VCO_CAPCTRL 为1.4V 。

    图片： 频率从5160MHz 更改为5180MHz。 在该测量中、仅更改了 PLL_N、电压降至零

    图片：重复频率将5180MHz 更改为5180MHz。  PLL_N 被写入之前的值、PLL 保持锁定状态

    图片： 频率从5180MHz 更改为5200MHz。 行为符合预期

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    尊敬的 Dean：

    我将 LMX2572 EVM 连接到 FPGA 板、以排除合成器板的任何问题。 FPGA 在14毫秒内以20MHz 的步长从800MHz 扫描到6000MHz。 我在 C4_LF (环路滤波器电压)处连接了示波器。 我在相同频率下看到相同的尖峰、请参阅图片。


    初始化过程中出现错误(从 LMX2572修改了默认预设)或芯片无法正常工作。 您能否查看初始化(下面的寄存器)？

    0x7D1F7C
    0x7C0000
    0x7B0000
    0x7A0000
    0x790000
    0x780000
    0x770000
    0x760000
    0x750000
    0x740000
    0x730000
    0x727802
    0x710000
    0x700000
    0x6F0000
    0x6E0000
    0x6D0000
    0x6C0000
    0x6B0000
    0x6A0007
    0x694440
    0x680000
    0x670000
    0x660000
    0x650000
    0x640000
    0x630000
    0x620000
    0x610000
    0x600000
    0x5F0000
    0x5E0000
    0x5D0000
    0x5C0000
    0x5B0000
    0x5A0000
    0x590000
    0x580000
    0x570000
    0x560000
    0x550000
    0x540000
    0x530000
    0x520000
    0x510000
    0x50000
    0x4F0000
    0x4E0001
    0x4D0000
    0x4C000C
    0x4B0840
    0x4A0000
    0x49003F
    0x480001
    0x470081
    0x46C350
    0x450000
    0x4403E8.
    0x430000
    0x4201F4
    0x410000
    0x401388
    0x3F0000
    0x3E00AF
    0x3D00A8
    0x3C03E8
    0x3B0001
    0x3A9001
    0x390020
    0x380000
    0x370000
    0x360000
    0x350000
    0x340420
    0x330080
    0x320080
    0x314180
    0x3003E0
    0x2F0300
    0x2E07F0
    0x2DC61F
    0x2C3FA0
    0x2B0000
    0x2A0000
    0x290000
    0x280000
    0x2703E8
    0x260000
    0x250105
    0x2400C8
    0x230004
    0x220010
    0x211E01
    0x2005BF
    0x1FC3E6
    0x1E18A6
    0x1D0000
    0x1C0488
    0x1B0002
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    0x18071A
    0x17007C
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    0x0BB058
    0x0A10F8
    0x090004
    0x082000
    0x0700B2
    0x06C802
    0x0528c8
    0x040A43
    0x030782
    0x020500
    0x010808
    0x002018

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    塞缪尔

    我分析了这些寄存器、发现：
    PFD_DLY_SEL 应为0、但您有1。 尽管我认为这不会导致您的问题。

    我还检查了工程登记册、发现没有可疑之处。 您的寄存器的编号与 TICSPro 的顺序相同。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    感谢您分析寄存器。 我将 PFD_DLY_SEL 更改为0、但锁定时间未增加。

    我将 LMX2572与版本一起使用、请参阅图片。 是否有更新的芯片版本？

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    塞缪尔

    这是最新的量产版本器件。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 2587365 points
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    这意味着 、使用 LMX2572时、锁定时间不可能小于20us。 我希望 TI 更新数据表和/或修复此问题。

    此致 Samuel

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    TI__Guru**** 2587365 points
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    e2e.ti.com/.../5100.Fast-frequency-switching-full-assist.pdfSamuel、

    通过 E2E 调试设置并不总是有效的。   我没有 LMX2572的图来证明它可以完成、这会更好。

    话虽如此、对于频率较高的 VCO 的姐妹器件 LMX2594、我有这个结果需要展示。

    此致、

    Dean