优化小数PLL低杂散设计策略：直接与调制杂散分析

锁相环（PLL）低杂散设想是一项关键的射频硬件设计技术，它在确保信号质量，特别是在高精度无线通信系统中的性能至关重要。PLL，全称为Phase-Locked Loop，是一种电子电路，用于锁定本地振荡器（VCO）的频率与外部参考信号同步。根据描述，主要关注的是减少两种类型的杂散：直接杂散和调制杂散。 1. **整数锁相环与小数锁相环的区别**: - 整数锁相环输出频率是鉴相频率的整数倍，导致较高的分频因子N，这可能导致相位噪声增加。 - 小数锁相环则通过实现非整数分频，如小数分频或小数Delta-Sigma分频，能够改善相位噪声，但同时也引入了小数杂散。 2. **小数分频锁相环的分类**: - 传统小数分频锁相环与小数Delta-Sigma分频锁相环之间的主要区别在于，前者相当于一阶的简化版本。 - 优化设计考虑因素包括线路匹配、输入参考信号的压摆率、电源滤波和PCB设计，以降低直接杂散。 3. **杂散类型**: - 直接杂散是非双边带调制的杂散，可以通过优化设计参数来控制。 - 调制杂散源于载波的调制，具体可分为串扰杂散和鉴相杂散。 - 鉴相杂散主要包括电荷泵泄露杂散和电荷泵导通脉冲杂散。以LMX2595为例，通过计算可得鉴相杂散主要由脉冲杂散决定，当鉴相频率在90-200MHz时，需要环路滤波器在980MHz处提供大于70dBc的抑制。 4. **优化策略**: - 对于直接杂散，通过提升线路匹配、减小输入参考信号压摆率的波动以及改进电源滤波可以有效降低。 - 对于鉴相杂散，如电荷泵杂散，需要关注电源管理，尤其是脉冲宽度对杂散的影响，并通过调整环路滤波器特性进行补偿。 设计一个低杂散的PLL涉及深入理解不同类型的杂散来源，以及如何通过精心的电路设计、信号处理和滤波来最小化这些杂散，从而保证信号的高质量和稳定性。这对于射频系统的性能优化至关重要。