改善分数分频锁相环合成器中的整数边界杂散状况

您曾设计过具有分数频率合成器的锁相环（PLL）吗？这种合成器在整数通道上看起来很棒，但在只稍微偏离这些整数通道的频率点上杂散就会变得高很多，是吧？如果是这样的话，您就已经遇到过整数边界杂散现象了 —— 该现象发生在载波的偏移距离等于到最近整数通道的距离时。

例如，若是鉴相器频率为100MHz，输出频率为2001MHz，那么整数边界杂散将为1MHz的偏移量。在这种情况下，1MHz还是可以容忍的。但当偏移量变得过小，却仍为非零值时，分数杂散情况会更加严重。

采用可编程输入倍频法来减少整数边界杂散

可编程倍频器的理念是让鉴相器频率发生位移，这样压控振荡器（VCO）频率就能远离整数边界。考虑一下用20MHz的输入频率生成540.01MHz的输出频率，如图1所示。该器件具有一个输出分频器（在VCO之后），但输出频率和VCO频率都接近20MHz的整数倍。这种设置将迫使任何PLL产生分数杂散。

图1：整数边界杂散示例

如果该器件具有一个可编程输入倍频器，那么图2中所示的配置就是可行的。

图2：用可编程倍频器来避开整数边界

图3展示了内部倍频器的神奇效果。当然，整数边界杂散有多种发生机制，很难完全消除它们。但这种方法可减少整数边界杂散及其产生的其它杂散。

图3中的“杂散消失”路径展示了使用该可编程倍频器的效果。100kHz频率下的整数边界杂散大约减少了9dB，同时还大大减少了50kHz和10kHz频率下的其它杂散。

图3：使用和不用可编程倍频器时的杂散比较

本文中列举的示例都采用了TI的LMX2571合成器 —— 该器件包含一个无需外部组件的可编程倍频器。此外，这款合成器还具有39mA的电流消耗、-231dBc/Hz的PLL相位噪声优值以及10-1344MHz的连续输出频率范围。它能支持陆地移动无线电、软件定义无线电和无线麦克风等应用。

审核编辑：郭婷