[發(fā)明專利]一種高精度計算鎖相環(huán)帶內(nèi)相位噪聲的方法

有效

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• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN109815625B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉曉東;劉志哲;聶利鵬;孫迪;尹鴻杰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F119/10
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 葛鵬

本發(fā)明公開了一種高精度計算鎖相環(huán)帶內(nèi)相位噪聲的方法包括步驟：S1、對鑒頻鑒相器和電荷泵電路進行仿真，獲得電路的電流噪聲P_NOUT；S2、仿真振蕩器核心的輸出幅度有效值V_RMS；S3、根據(jù)獲得的電流噪聲P_NOUT和輸出幅度有效值V_RMS計算鑒頻鑒相器和電荷泵等效到鎖相環(huán)輸出的相位噪聲PN_CP；S4、計算參考時鐘等效到鎖相環(huán)輸出的相位噪聲PN_REF；S5、計算鎖相環(huán)整體的帶內(nèi)相位噪聲PN_Total。本發(fā)明采用的計算相位噪聲方法易于操作，可以高精度擬合鎖相環(huán)的帶內(nèi)相位噪聲，為鎖相環(huán)的設計提供整體仿真結(jié)果，有利于鎖相環(huán)設計的迭代和優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于射頻收發(fā)系統(tǒng)鎖相環(huán)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度計算鎖相環(huán)帶內(nèi)相位噪聲的方法。

背景技術(shù)

近年來隨著通信收發(fā)技術(shù)的發(fā)展，對頻率綜合器的相位噪聲要求也越來越具體化。鎖相環(huán)作為頻率綜合器中重要的一種，其相位噪聲由多個模塊的噪聲組成。掌握各個模塊的相位噪聲計算方法，合成出整個鎖相環(huán)的相位噪聲，這對于鎖相環(huán)的設計以及收發(fā)機指標的整體設計都至關(guān)重要。由于鎖相環(huán)的模塊較多，而且每個模塊的相位噪聲在不同的仿真環(huán)境下會得到不同的噪聲結(jié)果，因此，急需一種高精度計算鎖相環(huán)相位噪聲的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種高精度計算鎖相環(huán)帶內(nèi)相位噪聲的方法，解決傳統(tǒng)的仿真計算方法忽略了重要模塊的相位噪聲、精度較低的問題。

一種高精度計算鎖相環(huán)帶內(nèi)相位噪聲的方法，具體步驟為：

S1、對鑒頻鑒相器和電荷泵電路進行仿真，獲得電路的電流噪聲P_NOUT；

S2、仿真振蕩器核心的輸出幅度有效值V_RMS；

S3、根據(jù)獲得的電流噪聲P_NOUT和輸出幅度有效值V_RMS計算鑒頻鑒相器和電荷泵等效到鎖相環(huán)輸出的相位噪聲PN_CP；

S4、計算參考時鐘等效到鎖相環(huán)輸出的相位噪聲PN_REF；

S5、計算鎖相環(huán)整體的帶內(nèi)相位噪聲PN_Total。

進一步地，步驟S1中，仿真鑒頻鑒相器和電荷泵電路包括：鑒頻鑒相器PFD，電荷泵CP，輸入信號源、反饋信號源以及輸出電壓源。

進一步地，所述輸入信號源和所述反饋信號源輸出的都是方波信號，兩信號同頻同相，所述PFD的輸出信號與所述CP的輸入信號相連，CP的輸出連接輸出電壓源，所述輸出電壓源為一理想電壓源。

進一步地，所述電流噪聲P_NOUT從所述鑒頻鑒相器和電荷泵仿真電路的仿真結(jié)果中讀取獲得。

進一步地，所述步驟S2中振蕩器核心仿真電路圖包括振蕩器核心VCO，輸出緩沖級BUF。

進一步地，所述VCO的差分輸出連接到BUF的差分輸入。

進一步地，在所述BUF的差分輸入處檢測所述VCO的輸出幅度，計算輸出幅度有效值V_RMS。

進一步地，所述步驟S3中計算鑒頻鑒相器和電荷泵等效到鎖相環(huán)輸出的相位噪聲PN_CP的公式為：其中N為鎖相環(huán)的分頻比，I為電荷泵的充放電電流。

進一步地，所述步驟S4中計算參考時鐘等效到鎖相環(huán)輸出的相位噪聲PN_REF采用的公式為：PN_REF＝N*PN_ref，其中，N為鎖相環(huán)的分頻比，PN_ref為參考時鐘的相位噪聲。