最初的系统设计

选择的环路滤波器设计是三阶无源环路滤波器，R2＝1.33KΩ，R3＝17KΩ，C1＝13.1.PF，C2＝144PF和C3＝0.941pf [1]。

其他主要循环设计参数是：

主要的电路损伤有:

要创建环路滤波器块，首先要创建或获取电路的SPICE网表描述。此示例使用SPICE netlist文件中定义的三阶无源循环过滤器3 rdorderloopfilter.sp。此网络列表包括独立的电流源Icp定义一个当前输入端口和一个打印声明以定义电压输出端口。

Icp N1 0 C1 N1 0 13.1p R2 N1 N2 1.33k C2 N2 0 144p R3 N1 N3 17k C3 N3 0 0.941p .print V(N3 0)

在线性电路向导块参数对话框中，设置电路设计名称来“三阶被动”，块名称来“循环过滤”， 和网表文件名称来' 3 rdorderloopfilter.sp '．单击解析网表文件并重新定义端口按钮。

的端口定义和设备噪声发生器在有解析网手术后，标签变得可见。查看内容端口定义选项卡以确认端口定义是正确的。

单击情节转移函数按钮并查看结果绘图。

单击构建/修改块按钮，并在电荷泵输出和VCO控制电压之间连接由此产生的环路滤波器块。

在该模型的配置中，激活电荷泵损伤。因此，电荷泵定义了驱动环路滤波器的固定步骤离散采样时间。使损伤还提供了在更高的模拟运行时间的成本下提供了后续发展阶段所需的细节水平。如果禁用电荷泵损伤，则可以将环路滤波器配置为提供自己的采样时间。但是，低通重采样器，例如在环路滤波器块中使用的积木库中，需要将电荷泵不受损害的变步长离散采样时间转换为环路滤波器的固定步长离散采样时间。

运行模拟。

要绘制PLL输出频谱，可以使用频谱图附加到此示例的助手脚本。生成的数字突出显示了以下位置的虚假响应：30.MHz的间隔由于电荷泵浦不平衡，而输出频谱由于参考相位调制。你可以通过修改这些和其他损伤的级别来创建突出其他效果的模拟。

添加设备噪声

添加到模拟循环滤波器中设备噪声的效果。

启用并控制使用设备噪声发生器“线性电路向导”模块参数对话框中的。为电路元件R2和R3中,选择启用设备噪声发生器并设置了转角频率（Hz）来10000包括闪烁的噪声角频率10kHz。

一旦您更改了块的定义，例如通过启用设备噪声，块掩码就会显示一条警告消息，指示生成的块没有反映最新的更改。控件，将最新的更改应用到生成的循环筛选器块构建/修改块按钮。警告消息被删除，块现在包括添加设备噪声。

单击情节转移函数按钮。传递函数现在包括从每个设备噪声源到环路滤波器输出的传递函数。

重新运行模拟以将设备噪声的影响包括在结果中。为了更清楚地评估设备噪声的影响，请在启用电荷泵损伤的同时将电荷泵电流损伤设置为零，并禁用VCO相位噪声。但是，如果这样做，则将电荷泵损伤设置回其原始值nal值，并在本示例后面部分启用VCO相位噪声。

实用电路设计

包括电路元件限制和布局寄生效应的详细电路设计通常只在产品开发后可用。此时，您应该将关键组件的详细电路设计合并到系统模型中，以确认设计系统已准备好生产。

作为应包括在详细的设计模型中的电路效果类型的简单示例，添加了电荷泵输出阻抗10kΩ和一个VCO控制电压的输入阻抗100KΩ为三阶无源滤波器模型。

相关的Spice网表，如文件所示3rdordercloading.sp是:

*三阶无源环路滤波器*具有电荷泵输出阻抗Icp N1 0 Rs N1 0 10k C1 N1 0 13.1p R2 N1 N2 1.33k C2 N2 0 144p R3 N1 N3 17k C3 N3 0 0.941p R1 N3 0 100k。打印V（N3 0）

此示意图和网络表还说明了级联多个电路块时的一个重要原则。您可以级联由线性电路向导块创建的多个线性电路块。结果的准确性取决于每个电路块输入和输出处电路负载建模的准确性。

评估环路滤波电路负载、变化的影响网表文件名称来'3rdOrderCPLoading.sp'在“线性回路向导参数”对话框中，单击构建/修改块按钮。

将得到的传递函数绘制出来。

重新运行模拟，将电路设计细节的影响包括在结果中。

环路采集响应的形状发生了变化。在环路采集过程中会有更多的周期卡瓦，但超调更少。最终的锁定时间与初始系统设计的锁定时间大致相同。此外，稳态环路滤波器输出的噪声明显更多，而附加的噪声似乎有一个或多或少的恒定振幅。

图锁相环输出频谱使用频谱图帮助脚本。电路负载的主要影响是寄生响应的大幅增加。

增强电路设计

在该环路滤波器设计中，带有负载的环路滤波器的最后一个RC部分由Sallen和Keye有源滤波器替换。该电路设计引入了一对具有适度Q因子的谐振磁极。

文件中提供的相关网络列表4 thorderactivefilter.sp是:

*四阶环路滤波器和Sallen Keye输出部分Icp N1 0 1 e - 3 Rs N1 0 10 k C1 N1 0 13.1 p R2 N1 N2 1.33 k C2 N2 0 144 p R3 N1陶瓷17 k C3陶瓷N3 0.941便士R4陶瓷它们17 k C4它们0 0.941 p拉普拉斯它们N3 E1 N3 0 6.3 e7/6.3e4 1 .PRINT V (N3)

此电路中的运算放大器表示为电压控制电压源。此放大器的开环响应使用拉普拉斯关键字和表达式6.3 e7/6.3e7 1“。此表达式描述了分子等于的有理传递函数6.3E7和分母（S + 6.3E4）. 换句话说，放大器的开环直流增益为1000和一个杆子10kHz。这种语法可以很容易地描述具有更多极点和零的传递函数。

在“线性回路向导”的“块参数”对话框中，设置电路设计名称来'第四阶活动'和网表文件名称来“4 thorderactivefilter.sp”．

画出传递函数。虽然低频响应与无源滤波器加载时的响应非常相似，但高频响应的滚动速度要快得多。

单击构建/修改块按钮块图标上的文字将更改，以与修改后的电路设计名称相匹配。

重新运行模拟以评估主动环路过滤器对PLL系统性能的影响。循环采集响应类似于所研究的其他案例的响应，但环路滤波器输出更平稳。

图锁相环输出频谱使用频谱图帮助脚本。输出频谱反映了对系统性能的改进。具体地，频带外寄生响应显着降低，并且带内响应基本保持不变。

工具书类

迪恩横幅约。锁相环性能、仿真和设计，第4版。