在环路带宽内,鉴相器强迫VCO跟踪参考频率,将参考频率源的相位噪声带到VCO上。由于鉴相器噪声基底通常比参考频率源的相位噪声高,因此这一过程受到鉴相器噪声基底的支配。由于补偿频率高于环路带宽,环路就不能很好的跟踪参考频率,总的相位噪声等于VCO的相位噪声,因此要将环路带宽设置在鉴相器噪声基底与VCO自由振荡时相位噪声的交叉点上。过宽和过窄的环路带宽虽然对VCO的相位噪声有一定的改善,但不能很好地提高PLL的相位噪声性能。
2.3.4 鉴相器的相位噪声
鉴相器的相位噪声对φ0(S)的影响为
由式(7)可以看出,对φ0(S)也呈低通特性,对φ0(S)影响将很小。另外,还可看出,应尽量提高鉴相灵敏度Kd,使环路抑制能力增强,还应注意鉴相器输入电压也应足够大,使鉴相器二极管能工作在理想区域,以降低鉴相器的附加相噪。
2.3.5 电源引起的相位噪声
电源引起的相位噪声主要来源于电源变压器及整流后的纹波电压,它们都通过某种方式对基准信号进行调制,尤其对晶振的调制,而形成相位噪声,这种噪声都属于近端干扰噪声,将由环路全部转移到输出端输出。
3 实际应用中频率合成器的相位噪声
通过以上对频率合成器的相位噪声的分析,可以看出,直接式频率合成器的输出相位噪声好于间接式频率合成器的输出相位噪声。
在实际应用中,根据所要求的技术指标的不同,采用了不同合成方式的频率合成器。例如,某型号产品的频率合成器为直接式频率合成器,它使用100 MHz高稳定度、低相噪晶体振荡器为基准参考信号源,在输出频率x波段上,偏离载频1 kHz处的相噪优于一100 dBc/Hz。如图3所示。
某型号产品的频率合成器,采用间接式锁相环频率合成器,工作频率在c波段,它使用100 MHz高稳定度、低相噪晶体振荡器为基准参考信号源,在输出频率上,偏离载频1 kHz处的相噪达到一85 dBc/Hz,如图4(a)所示。偏离载频1 MHz处的相噪达到一100 dBc/Hz,如图4(b)所示。