[参考译文] LMX25311570EVAL：LC 振荡电路结构和 LMX2531的 VCO 校准

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https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/681180/lmx25311570eval-the-lc-tank-structure-and-the-vco-calibration-of-lmx2531

器件型号：LMX25311570EVAL

大家好、

最近、我测量了 VTune 引脚以找到锁定时间。

据我所知、开关电容器用于 LC 振荡电路结构。

我的第一个问题是、是否有人可以为我提供每个子频带的频率？

可变电容器的类型是什么？变容二极管还是 MOSCAP？

我的第二个问题是、根据 Dean Banerjee 编写的"PLL 性能、仿真和设计第五版"、Vtune 在 VCO 校准期间是固定的。(搜索最佳电容器组合)

但是、在我的 VTune 测量(请参阅下图)中、电压在跟踪目标频率之前实际上会跳至更高的值。

该电压变化的原因是什么？

7 年多前

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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Sam、您好！
我们的专家将为您提供帮助！

此致、
Patrick

0 admin 7 年多前

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Sam、

LMX2531使用单个电感器(由封装键合线形成)、并具有128个由128个可能的电容值形成的不同频带。我们不保证任何子频带的频率范围、并且存在相当大的重叠以允许温度漂移。数据表中的"Kbit"数表示在更改一个频带(LMX2531LQ1570E 为2.1MHz)时频率的变化量。我认为、由于存在重叠、该频带可能接近5-10 MHz 的宽。

每个子频带使用相同的变容二极管电容、并且有固定电容器。

在您的图片中、您会看到器件在 VCO 校准过程中将调谐电压固定在1.5V、这涉及在电容器之间切换以及优化振幅。我不确定红框区域会在那里变得更高、但有多个频率和振幅校准、而且我认为1.5V 在内部施加到 VCO、在整个 VCO 校准过程中、该1.5V 可能不会连接到环路滤波器。

此致、
Dean

0 admin 7 年多前

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尊敬的 Dean：

感谢您的回复。

红色框中的电压仍然令我困惑、因为我在找到最佳电容器组合后、VCO 应立即开始跟踪目标频率。

因此、您的意思是、即使上一次校准过程已经找到了正确的子频段、PLL 也可能会升高电压并进行另一次 VCO 校准？

请注意、

Sam

0 admin 7 年多前

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尊敬的 Dean：

我发现您在书中提到过、最佳电容器组合是"最佳中心 VCO 频率"的组合。

这是 VCO 需要多个校准程序的原因吗？由于子频带相互重叠、因此一个校准程序不足以决定最佳校准。因此、VTune 会进行另一次 VCO 校准。

例如、在下图中、目标频率为红线。 VCO 校准后将选择哪个子频带？中间的那个？

此致、

Sam

0 admin 7 年多前

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Dean、
我还想知道、在执行 VCO 校准时、该过程中的频率比较器是什么？或另一个数字比较器的 PFD？

谢谢、
Sam

0 admin 7 年多前

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Sam、

用于数字校准的状态机时钟频率为 Fosc/XTLDIV

Fosc 是输入频率

XTLDIV 是 LMX2531中的可编程字、可以是1、2、4或8

此致、

Dean

0 admin 7 年多前

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Dean、

那么、相位频率检测器会比较 Fosc/XTLDIV 和 VCO 频率吗？

或者还有另一个电路来比较这两个频率并控制电容器组？

此致、

Sam

0 admin 7 年多前

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否、Fosc/PLL_R 与 Fvco/PLL_N 进行比较
但是、有一个状态机决定进行此比较的频率、这是 Fosc/XTLDIV。
该状态机时钟还驱动振幅校准。

此致、
Dean

0 admin 7 年多前

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Dean、

感谢您的回复！
回到我之前的问题、您提到"有多个频率和振幅校准"。
如果第一次校准已经找到最佳电容器组合、为什么需要额外校准？

此致、
Sam

0 admin 7 年多前

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Sam、
频率和振幅校准设置是相互依存的变量、相互影响。

那么、假设它执行如下操作：
强制振幅设置为5
2.找到93的最佳频段
3.根据93的频带，优化振幅校准设置。假设现在它决定9是相位噪声的最佳选择
但现在频带发生了偏移、因此频带93不再是最佳频带。因此、根据假设振幅设置为9进行频率校准。
假设频率校准现在决定了频带91是最佳的
但是、现在由于频带发生了变化、9的振幅设置可能不是针对频带91的最佳设置(它是针对频带93的最佳设置)。因此、重新运行振幅校准。假设它返回8
7、完成校准、频带为91、振幅设置为8。

此致、
Dean

0 admin 7 年多前

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Dean、
振幅校准是否等效于相位噪声校准？
您能解释一下振幅校准的工作原理吗？

谢谢、
Sam

0 admin 7 年多前

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Dean、
很抱歉，我的最后一个问题似乎含糊不清。
只想知道何时更改了振幅设置、LMX2531的哪一部分会受到影响？
"振幅校准"一词是否意味着找到最佳 Q 因子？

感谢您回答这些基本问题、
Sam

0 admin 7 年多前

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Sam、

为了便于讨论、需要对 VCO 进行调整：
VCO_CAPCTRL、也称为"频段"
这是一个内部电容器设置。请注意、VCO 回路也具有一些固定电容。值为0表示没有切换内部电容器、VCO 是最高频段。值128是最高设置、意味着所有电容器都是打开的、最低设置。

术语"频率校准"是指尝试不同 VCO_CAPCTRL 值以找到在1.5V 调谐电压下使 VCO 频率最接近的值的过程。还应注意、这仅对 VCO_DACISET 的特定值有效、而 VCO_DACISET 对频率的影响很小。所以想法是修复 VCO_DACISET、希望它接近最终值、然后扫描 VCO_CAPCTRL。

VCO_DACISET、也称为"振幅设置"
thist 是指 VCO 的内部回路电压。越高越好、但如果它太高、则会出现饱和和相位噪声降级。因此、使用"振幅校准"来查找可提供最佳相位噪声的最佳振幅(恰好在振幅开始饱和之前)。 "Q 因子"实际上更多地是关于电感器。请注意、虽然 VCO_DACISET 对相位噪声的影响最大、但它确实会随 VCO_CAPCTRL 变化。因此、必须针对 VCO_CAPCTRL 的特定值进行振幅校准。

因此、由于 VCO_CAPCTRL 和 VCO_DACISET 的最佳值是相互依赖的、因此我们多次运行校准。

此致
Dean

0 admin 7 年多前

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Dean、

那么、"振幅校准"是查找 VCO 最佳输出电压以优化相位噪声的过程吗？

在上一次答复中，您提到：
" 3. 根据93的频带、优化振幅校准设置。假设现在它决定9是相位噪声的最佳选择
但现在频带发生了偏移、因此频带93不再是最佳频带。因此、根据假设振幅设置为9进行频率校准。"

这是否意味着、当您更改振幅设置时、频带可能会变得不同、从而找到最低的相位噪声。
例如、当振幅设置为9时、频带93不再是相位噪声的最佳选择、因此需要额外的频率校准来优化相位噪声？

此致、
Sam

0 admin 7 年多前

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是的、这就是它多次运行校准的原因。

0 admin 7 年多前

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Dean、

还有一个问题、VTune 的最大值和最小值是多少？

谢谢、

Sam

0 admin 7 年多前

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0至2.5V、但最好远离电源轨(即0.5至2V、以实现良好的性能)

0 admin 7 年多前

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Dean、

我测量了 Vtune 的多个频率、发现当 Vtune 减小时频率变高。(如下图所示)

产生这种结果的原因是什么？

谢谢、

Sam

0 admin 7 年多前

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Sam、

该 VCO 具有负调谐系数。

顺便说一下、您能不能告诉我这是什么最终产品？

此致、
Dean

0 admin 7 年多前

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Dean、

据我所知、典型的 Kvco 是正的、因为随着我增大 Vtune、变容二极管的电容会减小、这将增加振荡频率。

负 Kvco 的原因是什么？

顺便说一下、合成器将用于生产测试设备、不会用于产品。

谢谢、

Sam

0 admin 7 年多前

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Sam、

我不知道负面 Kvco 的原因、但所有产品都有、因此我确信有一个令人信服的原因。它可能与我们集成在硅上的电容器的特殊特性有关、这推动了 VCO 的架构、但我只是在推测。尽管我可以继续寻求这一解决方案以获得完整的答案、但我们的设计团队将我们集成式 VCO 的某些方面视为知识产权。那么、让我们将其保留为由于架构而导致的。

此致、
Dean

时钟和时序（参考译文帖）

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[参考译文] LMX25311570EVAL：LC 振荡电路结构和 LMX2531的 VCO 校准