---● VCO的幅度是否足以驅(qū)動(dòng)分頻器？---反饋分頻器的運(yùn)作也有一個(gè)最小信號(hào)幅度要求。應(yīng)確保到達(dá)分頻器的VCO信號(hào)電平在VCO的整個(gè)頻率范圍內(nèi)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)據(jù)表所給出的最小值。當(dāng)信號(hào)電平過低時(shí),分頻器通常將丟失脈沖,從而使得PLL無法獲得穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)操作。
---● 是否采用了正確的數(shù)值對(duì)分頻器進(jìn)行編程？
---如果分頻器控制寄存器被裝入了錯(cuò)誤的數(shù)值,則PLL將不會(huì)產(chǎn)生正確的頻率。在許多接收機(jī)嵌入型PLL（尤其是那些采用正交發(fā)生電路的應(yīng)用）中常見的固定一比二分頻器往往會(huì)被忽視。最后,由于串行總線上的故障數(shù)據(jù)傳輸?shù)木壒?PLL控制寄存器有可能被裝入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。設(shè)置于串行總線線路之上、用于對(duì)噪聲和干擾控制提供幫助的RC網(wǎng)絡(luò)有可能導(dǎo)致不正確的數(shù)據(jù)傳輸。需要采用一個(gè)示波器來確認(rèn)總線定時(shí)要求得到滿足,而且被提供至PLL IC引腳的數(shù)據(jù)是有效的。
---環(huán)路濾波器
---環(huán)路濾波器用于設(shè)定PLL的帶寬、瞬態(tài)響應(yīng),并對(duì)噪聲頻譜進(jìn)行整形。
---● 環(huán)路濾波器中是否安裝了正確的元件？
---如果安裝了錯(cuò)誤的元器件,帶寬就有可能過寬,從而導(dǎo)致在PLL輸出端上產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率寄生邊帶。帶寬也有可能過窄,造成VCO相位噪聲充斥輸出頻譜且穩(wěn)定時(shí)間過長(zhǎng)。如果阻尼因數(shù)過低,則環(huán)路將發(fā)生振蕩。極化濾波電容器具有很高的漏電流,因而會(huì)導(dǎo)致環(huán)路持續(xù)地采用大電荷泵脈沖來進(jìn)行校正。這種持續(xù)的校正操作將使得基準(zhǔn)頻率寄生邊帶比預(yù)想的要大。應(yīng)安裝低漏電電容器（陶瓷、云母、聚合物薄膜電容器）來改善此性能。
---● 有源濾波器中的運(yùn)算放大器是否處于飽和狀態(tài)？
---不帶片上電荷泵的PLL將具有用于控制“升壓、降壓”條件的相位檢波器輸出。這些PLL常常采用一個(gè)有源環(huán)路濾波器。在采用有源環(huán)路濾波器的場(chǎng)合,運(yùn)算放大器的輸入級(jí)有可能在每個(gè)來自相位-頻率檢波器的校正脈沖上發(fā)生飽和。由于并未對(duì)退出這種飽和狀態(tài)做出精確的規(guī)定或控制,因此,環(huán)路動(dòng)態(tài)性能將無法達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。解決方案是“分離”運(yùn)算放大器的輸入電阻器,并在響應(yīng)中設(shè)置一個(gè)極點(diǎn)。這將防止快速脈沖邊沿到達(dá)運(yùn)算放大器輸入端,從而避免發(fā)生脈沖式的飽和現(xiàn)象。必須檢查該附加極點(diǎn)對(duì)環(huán)路穩(wěn)定性的影響,因?yàn)樗鼘p少設(shè)計(jì)的相位余量。
---同樣,有些運(yùn)算放大器輸入級(jí)也會(huì)在上電條件下“改變極性”,從而導(dǎo)致環(huán)路因?yàn)檫^量的正反饋而發(fā)生飽和。這里,解決方案是選擇一個(gè)不受上電瞬變條件干擾的運(yùn)算放大器。
---相位-頻率檢波器和電荷泵
---相位-頻率檢波器和電荷泵通常是與其他PLL電路集成在一起的,因此,如果它們?cè)O(shè)計(jì)得過于嚴(yán)格的話,則幾乎沒有應(yīng)付困難情形的余地。所以我們不得不期待著留有一些容錯(cuò)空間。
---大多數(shù)IC中的相位-頻率檢波器其操作的某些方式都是由寄存器值來設(shè)置的。檢波器的極性可在軟件控制下進(jìn)行設(shè)定,而且,電荷泵電流的大小可以具有多個(gè)用戶定義值。
---● 相位檢波器的極性設(shè)定正確嗎？
---相位檢波器控制允許PLL IC在VCO增益為正值或負(fù)值的情況下運(yùn)行,或?qū)σ粋�(gè)有源環(huán)路濾波器中的信號(hào)反相進(jìn)行補(bǔ)償。應(yīng)確認(rèn)相位檢波器的極性是正確的,以使其能夠與指定的VCO和環(huán)路濾波器一道運(yùn)作。如果采用以地電位或電源軌為基準(zhǔn)的控制電壓來使環(huán)路閉鎖,則執(zhí)行一個(gè)簡(jiǎn)單的位反轉(zhuǎn)或許就是使PLL運(yùn)行所需完成的全部工作。
---● 電荷泵電流是否為期望值？
---電荷泵同樣（常常）也是由用戶來控制的。這樣很方便,因?yàn)樗试S頻率合成器在一個(gè)很寬的調(diào)諧范圍內(nèi)操作,并可在所關(guān)心的頻帶內(nèi)對(duì)PLL的增益變化進(jìn)行校正。如此可在低、中以及高VCO頻率條件下獲得相似的環(huán)路動(dòng)態(tài)性能和噪聲特性。如果當(dāng)頻率合成器在其頻帶內(nèi)進(jìn)行調(diào)諧時(shí)電荷泵電流未被改變,則噪聲邊帶和調(diào)諧時(shí)間均會(huì)發(fā)生變化。如果在一個(gè)工作性能良好的PLL中出現(xiàn)上述任何一種癥狀,則表明電荷泵電流可能設(shè)定得過低、過高,或正在進(jìn)行與應(yīng)用不相適合的改變。
---印刷電路板
---PLL通常需要考慮的最后一個(gè)方面便是印刷電路板（PCB）的影響。正如許多RF工程師所熟知的那樣,PCB是系統(tǒng)至關(guān)重要的一個(gè)部分,因此正確的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是必須遵循的。通常,需在濾波器區(qū)域采用正確的凈化處理工藝清除污染物,改善PLL性能。還須注意：
---● VCO調(diào)諧線路是否采取了屏蔽措施？
---調(diào)諧電壓非常微小的變化也會(huì)使一個(gè)高增益VCO產(chǎn)生很大的頻率偏移。VCO調(diào)諧線路具有高阻抗,而且,噪聲會(huì)很容易地耦合至線路上并對(duì)VCO進(jìn)行調(diào)制。數(shù)字信號(hào)走線不得布設(shè)在VCO調(diào)諧線路的附近。經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師將會(huì)避免在VCO調(diào)諧線路的近旁排布任何信號(hào)走線,其目的就是要防止頻率合成器的性能受到任何的影響。對(duì)于這種噪聲耦合,PLL的作用的確略有幫助;環(huán)路帶寬內(nèi)的低頻噪聲可由環(huán)路的過量增益來予以校正。
---● VCO是否被屏蔽？
---VCO的作用相當(dāng)于一個(gè)具有增益的窄帶帶通濾波器。任何具有靠近VCO諧振點(diǎn)的頻率內(nèi)容的噪聲都會(huì)很容易地被耦合至VCO并對(duì)其進(jìn)行調(diào)制。如果VCO在一個(gè)“穩(wěn)固的”晶體振蕩器的某個(gè)諧波上進(jìn)行調(diào)諧,則可以預(yù)料,當(dāng)諧波能量被耦合至VCO振蕩回路中時(shí)就會(huì)產(chǎn)生寄生輸出。
結(jié)論
---通過對(duì)PLL各個(gè)部分的了解和評(píng)估,設(shè)計(jì)工程師能夠迅速地使頻率合成器開始運(yùn)行。借助本文所提供的技術(shù)和信息,即可對(duì)頻率合成器進(jìn)行快速調(diào)試,并隨時(shí)對(duì)無線電系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的性能評(píng)估。
