http://bbs.eetop.cn/thread-473918-1-1.html
通过对已有的一个频率进行加减乘除等运算产生更多所需频率的东东就可以叫频率综合器(Frequency Synthesizer,FS)。说个插曲,频率综合器目前很多人也由于翻译缘故原由直接翻译成频率合成器,这就误导了许多初学者,认为频率综合器便是频率的加法合成。。。 呵呵。。频率综合器的运用可以说包罗万象,详细运用就不举例了。频率合成的方法:
1.直接合成(又可分为仿照直接合成和数字直接合成)

2.锁相合成(又可分为仿照锁相和数字锁相)
举例解释一下:直接仿照合成:如仿照倍频器,分频器。
直接数字合成:如用数字计数器,D触发器等。
仿照锁相合成:便是常说的PLL
数字锁相合成:便是常说的DPLL
这里我们只研究仿照锁相合成(PLL)
作为仿照电路设计的大部件,PLL和ADC的设计和需求都是很大的,业内有句话:PLL难仿真,ADC难测试。最早的纯仿照的PLL已经比较成熟了,经由2年旁边的设计履历的话,设计个能用的锁相环不成问题,作为想我一样的菜鸟还要逐步学习哈。
首先,拉扎维仿照CMOS集成电路设计一书可能使我们最早打仗PLL的文献,这里呢,把第十四章“振荡器”和第十五章“锁相环”两章提取如下(只找到了英文版)
拉扎维英文版14 15章.pdf(3.24 MB)
对付初学者来说,锁相环振荡器有时候分不清楚,貌似他俩都是产生一个频率,这有啥差异吗?
带着这个问题先看看振荡器。而我们打仗到振荡可能是从“工程电路剖析”一书的RLC电路的剖析中,剖析中直接定义了谐振频率和LC的关系。并且定义了另一个量 也便是阻尼系数:1/2RC,这个量和韶光常数比较相似,紧张是韶光常数反应的是相应的快慢,而阻尼系数反应的是振荡趋于稳定的快慢。而振荡也是一种相应,呵呵,以是韶光常数的定义要比阻尼系数要广。
既然说到着了,那就插一句,帮着复习一下,过阻尼和欠阻尼是说啥的呢?过阻尼和欠阻尼说的是RLC电路中R和LC的关系,过阻尼电路让电路看起来可以和普通的RC放点差不多的过程,而欠阻尼会让电路振荡放电。
下面说说谐振这个词,谐振可以认为是一个别系或者模块电路,对付外界的某个频率的刺激会产生最大的幅度相应。这个一样平常是电路的固有属性。那下面就有个问题,电磁炉一样平常频率为:20-40KHz。微波炉频率一样平常为:2.45G。那他们是否采取了谐振事理呢?频率为什么不一样呢,亲。(提示一下:二者机理不同)
(电路是否振荡,电路的振荡特性的定量剖析方法一样平常用电路的频率相应来剖析,或者用通报函数来剖析。图形上剖析有根轨迹图和波特图来剖析电路)
拿欠阻尼震荡电路来说,电路一边震荡,一边震荡的幅度减小,那怎么定义这个幅度低落的快慢呢,科学家创造这个快慢和这个电路一个周期内存储和花费的能量的比值所决定的,以是科学家定义了一个品质因数Q的定义。
振荡器的产生机理可以分为负阻振荡和反馈振荡两种。负阻振荡器的范例例子是:LC振荡器,科尔皮兹振荡器。反馈振荡器的例子是:环振。当然还有一种振荡器,譬如用比较器,合营RC充电,不断的对电路进行符号翻转,这种有点类似于反馈振荡。
这里我们紧张学习LC振荡器,详细振荡器的剖析可以参考拉扎维的书本。不过这本书的弱点在于,没剖析LC振荡器的噪声(相位噪声)性能。对付振荡器的噪声剖析可以见很多的教材和论文,譬如:托马斯关于振荡器和频综的章节,
托马斯16 17 18章.pdf(11.09 MB)
再譬如半导体的一篇博士论文(其小论文为ISSCC)
快速锁定射频锁相环频率合成器研究.pdf(3.81 MB)
不过,对付振荡器的剖析,最好最威信的那还是大神abidi的干系论文和课件,尤其是用PM和FM调制的角度来阐述相噪,很多他的弟子都对这个理论印象深刻,不过这个比较难找。
关于振荡器,尤其是压控振荡器的仿真,可以通过spice,spectre和ads来仿真,下面给一个spectre仿真的workshop。
VCO.pdf(2.61 MB)
对付振荡器的理解要到什么地步呢,这个其实在学习振荡器之前就该当心里有数,不只是大略的起振条件,还要知道,功耗,噪声,jitter,摆幅,buffer,电源等等,尤其是版图的布局,哪里须要对称,哪里须要优化噪声。对付单端电感,差分电感对付振荡的电感,Q值,相噪等有何影响。这个须要经由个人的布图履历和电磁仿真。布图那只能参考论文和别人的设计了,电磁仿真要经由HFSS或者SONNET,ASITIC的仿真,ADS的仿真有时候偏差会大一些,不过这也要看仿真的设置是否标准准确。下面给一个HFSS仿真电感的教程。
hfss_inductor仿真.pdf(645.64 KB)
关于SONNET,ASITIC等查看帮助文档也有很好的解释,这里就不列席资料了。最好各个软件都用用相互验证一下。对付电感的剖析理论比较多,有宏不雅观一些的也有围不雅观一些的,关于各个理论实在很有必要都验证一下,看看说法是否精确。对付涡流,沉底,打仗孔电容分别调度看看对付电感的影响是否是书本里所说的这个也是很有必要验证一下的。
其余,目前比较高大上的设计,为了得到更小的相噪,振荡器的电感一样平常都选择用IPD或者bondwire来制作。