【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于滤波器设计，具体涉及一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法。
技术介绍
1、在微波通信领域，射频收发设备的使用环境越来越多元化，频率源是这些系统中不可或缺的部分。锁相环芯片集成度越来越高，在其余部分硬件电路结构基本固化的情况下，设计者更多的工作放在芯片控制和环路滤波器设计上，而环路滤波器设计是相对复杂过程。
2、很多锁相环芯片厂家推出了针对各自厂家锁相环芯片的快速设计软件，比如adi推出的adisimpll、ti推出的pllatinumsim等等，软件内部载入了对应锁相环的各项参数，可以根据输入环路参数仿真环路滤波器参数及器件值，简化了环路滤波器设计。同时，国内外越来越多的厂家推出了更多通用的锁相环芯片或者单独鉴相器芯片，没有相应的快速设计软件，在环路滤波器设计时就需要按照环路设计理论做推导，最终计算出环路滤波器分立器件值。在锁相环电路实际应用时，经常要根据需要对完成设计的环路参数进行调整设计，不论是否有对应仿真辅助软件，设计都是较为费时间和精力的过程。
技术实现思路
1、技术目的：针对上述技术问题，本专利技术提出了一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，能够快速完成环路滤波器的二次设计，且满足系统对本振相噪的要求。
2、技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，包括以下步骤：
4、s1、设计锁相环电路和环路滤波器的硬件电路，设定环路滤波器的结构、环路带宽ω
5、s2、获取锁相环电路中的相关参数，包括：鉴相器增益kpd、压控振荡器增益kvco和环内分频数n；
6、s3、根据锁相环电路中的相关参数以及环路滤波器的参数，确定环路滤波器的极点公式、零点公式、环路带宽公式和相位裕度公式，计算出环路滤波器中所有电阻和电容的数值，即电容设计值和电阻设计值，完成环路滤波器的一次设计；
7、s4、在仿真软件中，设计与所述锁相环电路的等效电路，并将压控振荡器kvco变化为原值的n倍后，进行仿真测试，得到等效电路中的环路滤波器中各个电容仿真值和电阻仿真值；
8、s5、将各个电容仿真值应变化1/n倍、各个电阻值相应变化n倍，得到相应的电容换算值和电阻换算值；
9、s6、将步骤s5得到的电容换算值和电阻换算值，与步骤s4确定的电容设计值和电阻设计值进行比对，验证差值是否在预设范围内，完成环路滤波器的二次设计。
10、优选地，设计的环路滤波器为二阶环路滤波器、三阶环路滤波器或四环路滤波器中的任一种。
11、优选地，设计的环路滤波器为由第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1和第三电阴r2构成的二阶环路滤波器；
12、所述步骤s3中，二阶环路滤波器极点、零点表示为：
13、
14、t2＝r2*c2
15、相位裕度表示为：
16、φ(ω)＝tan-1(ωc*t2)-tan-1(ωc*t1)
17、环路滤波器环路带宽定义得到：
18、
19、优选地，所述锁相环电路包括时钟基准源电路、锁相参考电路和锁相主环电路，时钟基准电路包括100mhz晶振、谐波发生器、第一功分器、第一滤波器、第一放大器、第三滤波器、第二放大器、二倍频器和第四滤波器；
20、所述晶振输出端连接谐波发生器，谐波发生器的输出端连接第一功分器，产生2.5ghz基准时钟和1ghz基准时钟，2.5ghz基准时钟输入第三滤波器、第二放大器、二倍频器和第四滤波器构成的支路，二倍频产生内插5ghz本振；1ghz基准时钟输入由第一滤波器和第一放大器构成的支路。
21、优选地，所述锁相参考电路包括dds芯片和第二滤波器、第一放大器输出端连接dds芯片的输入端，1ghz基准时钟通过滤波放大后作为dds芯片的采样时钟，dds芯片采用数字合成方法产生75-100mhz时钟参考信号。
22、优选地，所述锁相主环电路顺序连接构成环路结构的鉴相器、第一滤波器、单刀双掷开关、vco、第二功分器、第三放大器、衰减器、混频器和第六滤波器，其中，所述鉴相器接收dds芯片输出的75-100mhz时钟参考信号，为主环提供鉴相参考，vco产生5.15-5.2ghz信号，经第二功分器功分两路，一路输出、另一路作为反馈信号。
23、优选地，所述第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器为带通滤波器，第五滤波器和第六滤波器为低通滤波器。
24、有益效果：由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
25、本专利技术提出一种内插式锁相环环路滤波器快速设计的方法，能够降低锁相环环路滤波器设计难度，减少了设计设计时间。
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1.一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：设计的环路滤波器为二阶环路滤波器、三阶环路滤波器或四环路滤波器中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：设计的环路滤波器为由第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1和第三电阴R2构成的二阶环路滤波器；
4.根据权利要求1所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：设计的锁相环电路包括时钟基准源电路、锁相参考电路和锁相主环电路，时钟基准电路包括100MHz晶振(OC1)、谐波发生器(U1)、第一功分器(PV1)、第一滤波器(F1)、第一放大器(AMP1)、第三滤波器(F3)、第二放大器(AMP2)、二倍频器(U3)和第四滤波器(F4)；
5.根据权利要求4所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：所述锁相参考电路包括DDS芯片(U2)和第二滤波器(F2)、第一放大器(AMP1)输出端连接DDS芯片(U2)的输入端
6.根据权利要求5所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：所述锁相主环电路顺序连接构成环路结构的鉴相器(U4)、第一滤波器(F5)、单刀双掷开关(SW1)、VCO(U5)、第二功分器(PV2)、第三放大器(AMP3)、衰减器(ATT1)、混频器(MIX1)和第六滤波器(F6)，其中，所述鉴相器(U4)接收DDS芯片(U2)输出的75-100MHz时钟参考信号，为主环提供鉴相参考，VCO(U5)产生5.15-5.2GHz信号，经第二功分器(PV2)功分两路，一路输出、另一路作为反馈信号。
7.根据权利要求6所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：所述第一滤波器(F1)、第二滤波器(F2)、第三滤波器(F3)和第四滤波器(F4)为带通滤波器，第五滤波器(F5)和第六滤波器(F6)为低通滤波器。
...【技术特征摘要】
1.一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：设计的环路滤波器为二阶环路滤波器、三阶环路滤波器或四环路滤波器中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：设计的环路滤波器为由第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1和第三电阴r2构成的二阶环路滤波器；
4.根据权利要求1所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：设计的锁相环电路包括时钟基准源电路、锁相参考电路和锁相主环电路，时钟基准电路包括100mhz晶振(oc1)、谐波发生器(u1)、第一功分器(pv1)、第一滤波器(f1)、第一放大器(amp1)、第三滤波器(f3)、第二放大器(amp2)、二倍频器(u3)和第四滤波器(f4)；
5.根据权利要求4所述的一种内插式锁相环环路滤波器快速设计方法，其特征在于：所述锁相参考电路包括dds芯片(u2)和第二滤波器(f2)、第一放...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄建林，
申请(专利权)人：南京鼎仪电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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