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滤波器在电荷泵仿真中的应用

发布者:8883net-8883net厂    发布时间:2018-04-28
滤波器在电荷泵仿真中的应用        电荷泵(开关电容式电压变换器)锁相环一般由几个模块组成。

  路滤波器以常见的无源网络作为代表,为了便于比较,首先给出一个典型的例子(只具有代表性,不针对任何具体通信系统)。设参考频率等于信道宽度,即fr=500kHz,VCO的中心频率为112GHz,分频系数M=2400,电荷泵电流为15LA,VCO增益为180MHz/V,环路滤波器各元件的取值分别为:C2=470pF,R2=110K,C3=50pF。利用上述这些参数,在SunUltra10工作站上用Cadence的Spectre仿真环境进行晶体管级的电路仿真(VCO采用LC谐振回路振荡器),得到VCO控制电压的波形。得到这个仿真结果大约需要5-6天,而且为了节省时间,人为地设定控制电压不是从零开始,同时仿真过程中也不能对太多的数据点进行记录。

  使用晶体管级电路得到的仿真结果改进的办法之一是将分频器采用Verilog-A描述的行为级模块代替。这样做之后,得到同样的仿真结果需要3天左右。仿真时间如此长的原因之一是跳频系统经常使用窄带PLL,它需要较长的建立时间(例如Bluetooth规范中留给本振切换的建立时间为225us)。

  利用SPICE宏模型对以乘法器为鉴相器的全模拟PLL进行了建模和瞬态仿真。根据这一思路,对PFD、电荷泵和VCO利用HSPICE进行了行为级建模,并将其应用于PLL的整体仿真。但是实践发现,这种方法仿真时间较长,而且精度比较低。而利用各种高级计算机语言(如C,Matlab,Verilog-A等编程)对PLL进行建模和仿真,其基本思路是将系统离散化,利用微小的步长变化模拟系统中的连续变量,如频率,电容上的电压等。这些方法的仿真速度又有所提高。经过实验,发现它们完成一次仿真的速度一般可达到分钟或秒级。

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