數字鎖相環相位噪聲影響因素分析

摘 要:數字鎖相環作為廣泛應用的一種頻率合成技術，相位噪聲是其關鍵的技術指標。介紹數字鎖相環的關鍵組成部分，從數字鎖相環的相位噪聲分析模型出發，闡述各組成部分對相位噪聲產生的影響，并分析各部分關鍵指標的選型依據，然后利用仿真軟件搭建仿真模型驗證分析結果。為數字鎖相環的設計，提高相位噪聲性能提供了參考依據。

關鍵詞:數字鎖相環; 相位噪聲; 頻率合成器

中圖分類號:TN911文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)15-0047-03

Analysis of Factors Influencing Phase Noise in Digital PLL

YAO Guo-guo， LI Bao-sen

(China Air-to-air Missile Research Institute， Luoyang 471000， China)

Abstract: The digital phase-locked loop(PLL) is regarded as a widely-used technology for frequency synthesizing， in which the phase noise is a key performance index of digital PLL. The key components of the digital PLL is introduced. Proceeding from the phase noise of the digital PLL analysis model， the effect of the key components on the phase noise is elaborated and the foundation of the model selection for the key index is analyzed. The analysis result is verified with the simulation model built by the simulation software. The reference is provided for the design of digital PLL with better phase noise performance.

Keywords: digital phase-locked loop; phase noise; frequency synthesizer

0 引 言

相位噪聲作為頻率合成器的一項重要技術指標， 其性能好壞直接影響了電子系統的性能。用這種信號不論做發射激勵信號， 還是接收機本振信號以及各種頻率基準時， 這些相位噪聲將在解調過程中都會和信號一樣出現在解調終端， 引起基帶信噪比下降， 影響電子系統目標的分辨能力。在通信系統中使話路信噪比下降，誤碼率增加，在雷達系統中影響目標的分辨能力[1-2]。

數字式頻率合成器能提供長期頻率穩定度與短期頻率穩定度都比較高、雜波少的信號輸出，而且波道數目多、體積小、易于數字化和集成化。數字鎖相環構成的數字式頻率合成器是目前通信、儀表、雷達等電子技術中廣泛應用的一種頻率合成技術[3]。研究低相位噪聲、高可靠性頻率合成器是系統發展的重要方向。研究數字鎖相環的相位噪聲影響因素，對于改善相位噪聲，提高系統性能具有重要意義。

1 相位噪聲分析

數字鎖相環頻率源的基本組成主要有:參考源、數字分頻器、鑒相器、環路濾波器、壓控振蕩器(VCO)等組成[4]。……