PLL 滤波器 verilogA建模

PLL（Phase Locked Loop）是一种广泛使用的电路，用于频率合成、时钟恢复、时钟多路复用等应用。PLL 滤波器可以用于去除相位噪声和抖动，提高 PLL 的性能。

在 Verilog-A 中，可以使用模拟行为模型来建模 PLL 滤波器。以下是一个基本的 PLL 滤波器模型：

`include "disciplines.vams"
module pll_filter (
  inout  ref_in,      // 参考信号
  inout  vco_out,     // VCO 信号
  output locked,      // PLL 是否锁定
  parameter real k_vco = 1.0, // VCO 系数
  parameter real k_pd = 0.1,  // 相位检测器系数
  parameter real k_loop = 0.01, // 滤波器系数
  parameter real f_ref = 10e6, // 参考信号频率
  parameter real f_vco = 100e6 // VCO 频率
);

// 状态变量
real phase_error, filtered_error, vco_phase;
real ref_phase, ref_phase_last, vco_phase_last;
real lock_threshold = 0.05;

// 相位检测器
analog begin
  ref_phase = 2 * $PI * f_ref * $abstime;
  phase_error = ref_phase - vco_phase;
  filtered_error = k_loop * phase_error;
  vco_phase = vco_phase_last + k_pd * filtered_error;
end

// VCO
analog begin
  vco_phase_last = vco_phase;
  vco_out = k_vco * 2 * $PI * f_vco * $abstime;
end

// 锁定检测
analog begin
  if (abs(phase_error) <= lock_threshold) begin
    locked = 1;
  end else begin
    locked = 0;
  end
end

endmodule

在上面的代码中，我们定义了一个带有参考信号和 VCO 输出的 inout 端口，以及一个表示锁定状态的 output 端口。我们还定义了几个参数，包括 VCO 和参考信号的频率、相位检测器和滤波器的系数，以及锁定的阈值。

在模块的内部，我们使用了三个 analog begin/end 块来实现相位检测器、VCO 和锁定检测。在相位检测器中，我们计算了参考信号和 VCO 信号之间的相位误差，并使用一个一阶低通滤波器来平滑这个误差。在 VCO 中，我们根据 VCO 系数和频率计算了 VCO 信号的相位。在锁定检测中，我们比较了相位误差和锁定阈值，并将锁定状态输出到锁定端口中。

当我们将 PLL 滤波器模型实例化并连接到其他电路中时，它将使用 Verilog-A 中定义的行为模型来模拟 PLL 滤波器的行为。