锁相技术
<<频率合成技术>>报告
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报告要求:
1、锁相技术的发展历史
2、频率合成技术的应用
3、设计锁相电路
一、锁相技术的发展历史
频率源是现代电子系统的重要组成部分，被称为许多电子系统的“心脏”。在通信、雷达和导航等设备中，它既是发射机的激励信号源，又是接收机的本地振荡器；在电子对抗设备中，它可以作为干扰信号发生器；在测试设备中，它可以作为标准信号源。随着现代电工电子技术的不断发展，人们对频率源的要求越来越高。性能卓越的频率源均通过频率合成技术来实现。频率合成技术，就是将一个(或多个)基准频率变换成一个(或多个)合乎质量要求的所需频率的技术。频率合成技术的理论形成于二十世纪三十年代左右，到现在大概经历了三代的发展过程。
1、第一代一直接模拟频率合成(DAFS)技术
直接模拟频率合成(Direct Analog Frequency Synthesis)技术是一种早期的频率合成技术，原理简单，易于实现。它由模拟振荡器产生参考频率源，再经谐波发生器产生一系列谐波，然后经混频、分频和滤波等处理产生大量的离散频率。根据所使用的参考频率的数目不同可分为非相关合成方法和相关合成方法两种类型。非相关合成方法使用多个晶体参考频率源，所需的各种频率分别由这些参考源提供。它的缺点在于制作具有相同频率稳定性和精度的多个晶体参考频率源既复杂又困难，而且成本很高。相关合成方法只是用一个晶体参考频率源，所需的各种频率都由它经过分频、混频和倍频后得到，因而合成器输出频率的稳定性和精度与参考源一样。直接模拟频率合成方法的优点是频率转换时间短、相位噪声低，但由于采用大量的混频、分频、倍频和滤波等模拟硬件设备，使频率合成器的体积大、成本高、结构复杂、容易产生杂散分量，大多数硬件的非线性影
响难于抑制。
2、第二代——基于锁相环(PLL)的间接频率合成技术
锁相环是间接频率合成技术中的一个关键部分，它是一个负反馈环路，是一个实现相位自动锁定的控制系统，其输出信号与参考信号相位同步，简称PLL(Phase Locked Loop)。锁相环主要由鉴相器、低通滤波器和压控振荡器三部分组成。鉴相器通过比较压控振荡器的输出信号和参考信号从而产生相位控制信号。相位控制信号通过低通滤波器后直接控制压控振荡器的输出。当输出信号与参考信号相位一致时，锁相环输出信号锁定参考信号，环路进入“锁定”状态，此时输出信号取得和参考信号一致的频率和相位。当环路已经处于锁定状态时，如果输入参考信号的频率和相位发生变化，通过环路的控制作用，压控振荡器的频率和相位能不断跟踪输入参考信号频率的变化而变化，使环路重新进入锁定状态，这种动态过程称为环路的“跟踪”过程。基于锁相环的间接频率合成技术，又称为锁相式频率合成技术，是在四十年代初根据控制理论的线性伺服环路发展起来的，它利用锁相技术实现频率的加、减、乘、除，即把一个或多个基准频率源，通过谐波发生器、混频和分频等一系列非线性器件，产生大量的谐波或组合频率，然后用锁相环把压控振荡器的频率锁定在某一组合频率上，由压控振荡器间接产生所需要的频率输出。 3、第三代频率合成技术
为了取得更快的频率转换速度，随着数字技术的发展，十九世纪七十年代出现了直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis)技术，导致了第二次频率合成技术的飞跃，称之为第三代频率合成技术。第三代频率合成技术包括直接数字频率合成技术和DDFS技术与锁相环(PLL)技术相结合的混合式频率合成技术。
第三代频率合成技术包括：直接数字频率合成(DDFS)技术，DDFS／PLL混合式频率合成技术。
总的来说 频率合成器是电子系统的关键设备，频率合成技术经历了三代的发展过程，并朝着数字程控化、集成小型化和频率范围的宽带化、频率间隔的细微化、频率转换的高速化的方向发展。目前，第一代技术已经很少使用，第二代技术发展比较成熟并在实际中被广泛应用，以DDFS和DDFS／PLL为代表的第三代技术，代表着频率合成技术的发展方向，随着数字技术的不断进步，正逐渐取代第二代技术，将成为应用最广泛的主流频率合成技术。
二、频率合成技术的应用
频率合成技术有如下几个应用
1、锁相倍频
在锁相环路的反馈通道中插入分频器就可构成锁相倍频电路。如下图所示：
当环路锁定时，鉴相器两输入信号频率相等。
2、 在锁相环路中插入倍频器就可构成锁相分频电路。如下图所示：
当环路锁定时：
式中N为倍频器的倍频次数。
3、锁相混频器
ωi(t) PD LF VCO vi(t) vo(t)
ωo(t)
ωo(t)/N
Nωi(t) PD LF VCO vi(t) vo(t)
ωo(t)
Nωo(t)
N NNiooi
设混频器的本振信号频率为ωL ，在ωL>ωo时混频器的输出频率为（ωL-ωo），经差频放大器后加到鉴相器上。
当环路锁定时
4、锁相环调频电路
普通的直接调频电路中，振荡器的中心频率稳定度较差，而锁相调频电路能得到中心频率稳定度很高的调频信号,锁相环调频电路如下图所示。环路滤波器的带宽必须很窄，截至频率应小于调制信号的频率。
调制信号作为VCO控制电压的一部分使其频率产生相应的变化，由此在输出端得到已调频信号。当调制信号为锯齿波时，可输出扫频信号。当调制信号为数字脉冲时，可产生移频键控调制（FSK信号）
5、调频波解调
下图是用锁相环实现调频波解调的原理框图。
如果将环路的频带设计的足够宽，使环路捕捉带大于调频波的最大频偏，利用锁相环的跟踪特性，可以使VCO的振荡频率跟踪输入调频波的瞬时频率。如果VCO的电压-频率特性是线形的，则加到VCO的控制电压的变化规律必与调频波的瞬时频率变化规律相同，因此在LF的输出端可获得不失真的解调输出。调频波锁相解调的优点是解调门限值比普通鉴相器低4—5dB。 ωo(t) ωi(t)
ωL(t) PD LF VCO vi(t) vo(t)
|ωL(t)-ωo(t)|
混频 差频放大
)()(iLooLifi(t)晶振 PD LF VCO fo(t)调频波 fΩ(t)调制信号
+
PD LF VCO VFM(t)调频波 VΩ(t)调制信号 三、设计锁相电路
如下图所示，用PLLSim设计的锁相环电路，及一些参数图。
PLL Chip is ADF4118
VCO is custom
Reference is custom
Loop Filter designed at a VCO frequency of 114.02MHz with a Kv of 12.0MHz/V
Frequency Domain Analysis of PLL
Analysis at PLL output frequency of 114.025MHz
Phase Noise Table
Freq Total VCO Ref Chip Filter
100 -97.59 -- -- -97.81 -110.7
1.00k -90.08 -- -- -95.73 -91.46
10.0k -106.4 -- -- -114.5 -107.1
100k -146.1 -- -- -154.3 -146.8
1.00M -186.1 -- -- -194.3 -186.8
Reference Spurious
Noise and Jitter Calculations include the first 10 ref spurs
First three spurs: -300 dBc -300 dBc -300 dBc
Fractional-N Spur Estimate (worst case)
Phase jitter using brick wall filter
from 10.0kHz to 100kHz
Phase Jitter 0.02 degrees rms
ACP - Channel 1
Channel 1 is centred 25.0kHz from carrier with bandwidth 15.0kHz
Power in channel = -79.0dBc
---- End of Frequency Domain Results ----
Transient Analysis of PLL
Frequency change from 100MHz to 130MHz
Simulation run for 2.14ms
Frequency Locking
Time to lock to 1.00kHz is 1.26ms
Time to lock to 10.0 Hz is 1.76ms
Phase Locking (VCO Output Phase)
Time to lock to 10.0 deg is 1.25ms
Time to lock to 1.00 deg is 1.53ms
Lock Detect Threshold
Lock Detect output did not pass 2.50 V
机械原理 锁相
机械原理 锁相
机械原理：
机械原理是机械工程学的一个分支，主要研究机械的工作原理和设计，探讨机械的运动学、动力学、静力学、材料力学等方面的原理。机械原理应用于机械工程领域，为机械的设计、制造、维护提供理论和技术支持。
锁相：
锁相是一种信号处理技术，用于提取和恢复信号的周期性特征。锁相技术可以通过控制周期性信号的相位，使其与参考信号保持同步，从而准确地测量信号的频率、相位和幅值等参数。锁相技术广泛应用于光电子学、通信、控制系统、测量仪器等领域。锁相可以通过电路实现，也可以通过软件算法实现。
在锁相技术中，通常采用相位锁定环路（PLL）实现对周期性信号的同步。PLL由相位检测器、低通滤波器、振荡器和分频器等组成，可以自动跟踪信号相位的变化，保持参考信号和输入信号的同步。锁相技术还可以应用于信号调制、频率合成、降噪等方面。
锁相技术知识点
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--完整版学习资料分享---- 第一章 锁相环路的基本工作原理：
1. 锁相环路是一个闭环的相位控制系统；锁相环路（PLL）是一个相位跟踪系统，它建立了输出信号顺时相位与输入信号瞬时相位的控制关系。
2. 若输入信号是未调载波，θi(t)即为常数，是ui(t)的初始相位；若输入信号时角调制信号（包括调频调相），θi(t)即为时间的函数。
3．ωo是环内被控振荡器的自由振荡角频率；θo(t)是以自由振荡的载波相位ωot为参考的顺时相位，在未受控制以前它是常数，在输入信号控制之下，θo(t)即为时间的函数。
4. 输入信号频率与环路自由振荡频率之差，称为环路的固有频率
环路固有角频差：输入信号角频率ωi与环路自由振荡角频率ωo之差。
瞬时角频差：输入信号频率ωi与受控压控振荡器的频率v之差。
控制角频差：受控压控振荡器的频率v与自由振荡频率ωo之差。
三者之间的关系： 瞬时频差=固有频差-控制频差。
5. 从输入信号加到锁相环路的输入端开始，一直到环路达到锁定的全过程，称为捕获过程。
6. 对一定环路来说，是否能通过捕获而进入同步完全取决于起始频差。
7. 锁定状态又叫同步状态：①同频 ②相位差固定
8. 锁定之后无频差，这是锁相环路独特的优点。
9. 捕获时间Tp的大小除决定于环路参数之外，还与起始状态有关。
10.若改变固有频差ωo，稳定相差θe(∞)会随之改变。
11.锁相环路基本构成：由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和电压控制振荡器（VCO）组成。
12.鉴相器是一个相位比较装置，鉴相器的电路总的可以分为两大类：第一类是相乘器电路，第二类是序列电路。
13.环路滤波器具有低通特性。常见的环路滤波器有RC积分滤波器、无源比例积分滤波器和有源比例积分滤波器三种。（会推导它们的传输算子）
14.电压振荡器是一个电压-频率变换装置，它的振荡频率应随输入控制电压uc(t)线性的变化。
直流电压同步锁相方法
直流电压同步锁相方法
直流电压同步锁相方法是一种用于将直流电压信号进行同步的技术。该方法主要包括以下步骤：
通过传感器或者其他装置获取待同步的直流电压信号。这些信号可能来源于不同的电源或系统，需要通过同步锁相方法将它们进行同步。
利用锁相技术，将所有待同步的直流电压信号的频率、相位和幅度进行精确的调整，使它们达到相同的频率和相位。
为了实现这一点，可以使用锁相环（PLL）或者其他锁相电路。锁相环是一种频率比较和相位控制的反馈系统，能够通过不断调整输出信号的相位和频率来实现同步。
在锁相过程中，需要根据待同步的直流电压信号，设置合适的锁相环参数。这些参数可以包括锁定速度、相位检测器的增益和滤波器的带宽等。
通过反馈控制，对锁相环的输出进行调整，使其与主时钟信号或参考信号同步。这样就可以实现直流电压信号的同步。
直流电压同步锁相方法在许多实际应用中具有广泛的用途。例如，在电力系统中，可以利用该方法将不同发电机的直流电压进行同步，以实现稳定的电力供应。在通信系统中，也可以使用该方法对不同信号源的直流电压进行同步，以提高信号的传输质量。
总结来说，直流电压同步锁相方法是一种通过锁相技术将多个直流电压信号同步的技术。通过精确的相位和频率调整，可以实现直流电压信号的同步。这种方法适用于各种领域，为实现稳定的电力供应和提高通信质量提供了有效的解决方案。
锁相技术期末试题及答案
锁相技术期末试题及答案
一、选择题（每题2分，共20分）
1. 锁相环（PLL）的工作原理是通过调节环路的延迟来实现输出信号与输入信号的相位同步。（ ）
A. 正确
B. 错误
2. 在锁相环中，相位比较器的作用是（ ）。
A. 放大信号
B. 比较相位
C. 滤波
D. 调制
3. 锁相环的三个基本组成部分是（ ）。
A. 相位比较器、环路滤波器、压控振荡器
B. 调制器、解调器、滤波器
C. 放大器、滤波器、振荡器
D. 比较器、调制器、解调器
4. 锁相环的带宽决定了其（ ）。
A. 锁定速度
B. 相位噪声
C. 频率稳定性
D. 所有以上选项
5. 锁相环的锁定范围是指（ ）。
A. 环路能够锁定的最小输入信号幅度
B. 环路能够锁定的最小输入信号频率 C. 环路能够锁定的最大输入信号幅度
D. 环路能够锁定的最大输入信号频率
二、填空题（每题2分，共20分）
1. 锁相环的输出信号与输入信号的相位差为______时，环路处于锁定状态。
2. 环路滤波器在锁相环中的作用是______和______。
3. 压控振荡器（VCO）在锁相环中的作用是______。
4. 锁相环的锁定时间取决于______和______。
5. 锁相环的锁定范围可以通过调整______的值来改变。
三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述锁相环的工作原理。
答：锁相环通过相位比较器比较输入信号和VCO输出信号的相位差，环路滤波器根据比较结果调整VCO的控制电压，从而改变VCO的输出频率，使输出信号与输入信号相位同步。
2. 锁相环的锁定范围与哪些因素有关？
答：锁相环的锁定范围与环路滤波器的带宽和VCO的调谐范围有关。
3. 锁相环在通信系统中的应用是什么？
答：锁相环在通信系统中用于频率合成、解调、同步和时钟恢复等。
锁相技术2
第五章 集成锁相环
锁相技术可广泛用于广播电视、雷达通信、频率合成、信号自动跟踪、自动控制、FM解调、电机稳速、抑制电网干扰、时钟同步等领域。本章首先介绍锁相环的基本概念，然后重点阐述CMOS集成锁相环CD4046的工作原理与应用技术。
第一节 锁相环简介
众所周知，如果广播电台发射的信号频率不稳定，或者超外差式收音机的本级振荡频率不稳定，在收听节目时就很容易发生“跑台”、“串台”现象，严重影响收听效果。假设收音机具有自动跟踪电台的本领，能根据电台频率的变化随时调整本振频率，确保465kHz的差频不变，则上述问题可迎刃而解。而这正是锁相环的用途之一。目前，在现代通信设备、彩色电视机、高档收录机中，广泛采用了锁相技术。
所谓锁相，就是实现相位同步。能使两个电信号的相位保持同步的闭环系统叫锁相环（PLL）。锁相环主要包括四部分：相位比较器（PD亦称鉴相器），低通滤波器（LPF）；压控振荡器（VCO）；负反馈电路（运算器）。锁相环属于闭环控制系统，其基本构成如图5-1所示。使用锁相环时一般要在负反馈线路中插入一个运算器：除法器（÷N）、乘法器（×N
图5-1 锁相环的基本构成
）、加法器（＋N）或减法器（－N）。若令锁相环的输出频率f2分别为N f1、f1/Ｎ、f1＋Ｎ、f1－N，则运算器的输出频率f2'依次对应于f2/N、Nf2、f2－N、f2＋Ｎ。压控振荡器的输出信号为UO(t)，运算器的输出信号为U'O(t)。相位比较器一端接输入信号UI(t)，另一端接比较信号U'O(t)。比较器将UI(t)与U'O(t)的相位进行比较，产生一个与二者的相位差△Φ成正比的误差电压UΦ(t)。UΦ(t)再经过低通滤波器滤除高频分量，得到平均值电压即控制电压Ud(t)，加到VCO的控制端，使之振荡频率改变，进而使f2'向输入信号频率f1靠拢，二者频率差迅速减小，直至△f＝0，f2'＝f1。此时这两个信号的频率相同且相位差△φ保持恒定（同步），称作相位锁定。这一过程称作“捕捉”过程。能够最终锁定的最大初始频差，叫锁相环的“捕捉范围”。一旦锁相环被锁定在输入频率f1上，它就能在一定的频率范围内自动跟踪f1的任何变化，此频率范围叫“锁定范围”。这表明锁相环总是先捕捉信号，然后再锁定。由于对芯片而言，完成捕捉要比锁定更困难，因此捕捉范围一般要小于锁定范围。需要说明，当f2'≠f1时，UΦ(t)代表的是频率差，这对应于捕捉过程；当f2'＝f1时，代表相位差，对应于锁定过程。锁相环属于闭环控制系统，其信号流程为
锁相技术知识点总结
锁相技术知识点总结
一、锁相放大器的原理
锁相放大器是锁相技术的核心设备，其原理是利用相位敏感检测器（PSD）和低通滤波器实现对输入信号的相位测量和提取。相位敏感检测器是将输入信号和参考信号相乘，然后通过低通滤波器滤除高频信号，得到一个与输入信号相位有关的直流信号。通过对这个直流信号进行放大和数字化处理，就可以得到输入信号的相位信息。锁相放大器的原理可以简单地用一个比喻来理解，就是通过将输入信号和参考信号进行“比对”，得到两者之间的相位差，然后通过放大和数字化处理来得到相位信息。
二、锁相放大器的工作原理
锁相放大器的工作原理可以分为两个步骤：信号相位的检测和信号的放大和数字化处理。在信号相位的检测步骤中，输入信号和参考信号经过相位敏感检测器进行相乘，并通过低通滤波器滤除高频信号，得到一个与输入信号相位有关的直流信号。在信号的放大和数字化处理步骤中，直流信号经过放大器进行放大，然后经过模数转换器进行数字化处理，得到输入信号的相位信息。整个过程中，锁相放大器可以通过调节参考信号的相位、频率和幅度来对输入信号进行精确的测量和控制。
三、锁相放大器的应用
锁相放大器广泛应用于科学研究、通信、医学、生物化学、工业控制等领域。在科学研究领域，锁相放大器常用于对微弱信号的测量和分析；在通信领域，锁相放大器常用于对调制信号的检测和解调；在医学领域，锁相放大器常用于生物信号的测量和分析；在生物化学领域，锁相放大器常用于对生物信号的检测和分析；在工业控制领域，锁相放大器常用于对工艺参数的测量和控制。锁相放大器通过提高信噪比和测量精度，可以满足不同领域对信号测量和控制的需求。
四、锁相放大器的发展趋势
随着科学技术的发展，锁相放大器的性能不断提高，应用领域不断拓展。锁相放大器的发展趋势主要包括以下几个方面：一是性能的提高，包括测量精度的提高、频率范围的扩大、动态范围的增加等；二是功能的增强，包括新的信号处理算法、新的控制方式、新的接口标准等；三是应用领域的拓展，包括科学研究、通信、医学、生物化学、工业控制等领域的应用；四是结构的优化，包括体积的缩小、功耗的降低、成本的降低等。这些发展趋势将为锁相放大器的应用提供更多的可能性，推动锁相技术在各个领域的应用和发展。
PLL-VCO
PLL-VCO 技术
锁相技术的理论早在1932年就提出了，但直到40年代在电视机中才得到⼴泛的应⽤。锁相环的英⽂全称是Phase-Locked Loop,简称
PLL，是实现相位⾃动控制的负反馈系统，它使振荡器的相位和频率与输⼊信号的相位和频率同步是实现相位⾃动控制的负反馈系统，它使振荡器的相位和频率与输⼊信号的相位和频率同步。
锁相环包含三个主要的部分:
⑴鉴相环鉴相环(或相位⽐较器,记为PD或PC):是完成相位⽐较的单元,⽤来⽐较输⼊信号和基准信号的之间的相位.它的输出电压正⽐于两个输⼊
信号之相位差.
⑵低通滤波器低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作⽤是滤除鉴相器输出电压中的⾼频分量,起平滑滤波的作⽤.通常由电阻、电容或电感等组成，有时
也包含运算放⼤器。
⑶压控振荡器（压控振荡器（VCO）：）：振荡频率受控制电压控制的振荡器，⽽振荡频率与控制电压之间成线性关系。在PLL中，压控振荡器实际上是把
控制电压转换为相位。
图中为上述三个部分组成PLL的⽅框图，它的⼯作过程如下：相位⽐较器把输⼊信号作为标准，将它的频率和相位与从VCO输出端送来的
信号进⾏⽐较。如果在它的⼯作范围内检测出任何相位（频率）差，就产⽣⼀个误差信号Ve(t)，这个误差信号正⽐于输⼊信号和VCO输出信号
之间的相位差，通常是以交流分量调制的直流电平。 由低通滤波器滤除误差信号中的交流分量，产⽣信号Vd(t)去控制VCO，强制VCO朝着减⼩
相位/频率误差的⽅向改变其频率，使输⼊基准信号和VCO输出信号之间的任何频率或相位差逐渐减⼩直⾄为0，这时我们就称环路已被锁定。
如果VCO的输出频率低于输⼊基准信号的频率，相位⽐较器的输出振幅就为正，经滤波后去控制VCO，使其频率增加，直到两个信号的频
率和相位精确同步。相反，若VCO输出频率⾼于输⼊基准信号，相位⽐较器的输出会下降，使VCO锁定在输⼊基准信号的频率。
下⾯较详细地介绍它的捕捉过程和跟踪状态。
红外光谱仪 数字锁相
红外光谱仪 数字锁相
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
红外光谱仪是一种广泛应用于化学、生物、医学等领域的分析仪器，它能通过检测不同样品吸收、散射、透射或反射红外辐射的方式，获得样品的组分信息。随着科学技术的不断发展，红外光谱仪的性能和精度也在不断提高，其中数字锁相技术的应用使得红外光谱仪在信号处理方面具有更高的灵敏度和稳定性。
数字锁相技术是一种在信号处理中常用的技术手段，它通过将输入信号与参考信号进行相乘、滤波、积分等操作，提取出与参考信号同频率的成分。在红外光谱仪中，数字锁相技术可以帮助减小噪声干扰、提高信号的信噪比，从而提高样品的检测灵敏度和分辨率。
数字锁相技术在红外光谱仪中的应用主要体现在以下几个方面：
一、提高信号的稳定性和准确性。数字锁相技术可以将原始信号与参考信号进行相乘、积分等操作，滤除干扰信号，提取出真实信号。这样可以减小背景噪声的影响，提高信号的稳定性和准确性。
三、简化信号处理流程。数字锁相技术可以直接对原始信号进行数字处理，减少了传统的模拟信号处理环节，简化了信号处理流程，提高了信号处理的效率。 第二篇示例：
红外光谱仪是一种用于研究物质分子结构和化学组成的重要仪器。它利用红外光的吸收特性来确定物质的分子结构和化学键的类型。红外光谱仪的原理是根据物质对不同波长的红外光的吸收情况来分析样品的分子结构。而数字锁相是红外光谱仪中的一个重要部件，用于处理和分析光谱数据。
数字锁相是红外光谱仪中的一个重要部件，用于处理和分析光谱数据。数字锁相技术是一种通过数字信号处理技术来提取微弱信号的技术，主要用于测量和分析红外光谱中的吸收峰。数字锁相通过将输入信号与参考信号进行乘积，然后通过低通滤波器滤除干扰信号，最终得到准确的分析结果。数字锁相技术可以提高红外光谱仪的灵敏度和分辨率，使得分析结果更加准确和可靠。
在红外光谱仪的应用领域中，数字锁相技术发挥着重要作用。它可以帮助科研人员更好地理解物质的分子结构和化学组成，为新材料和新药物的研发提供重要的支持。数字锁相技术还可以应用于食品安全、环境监测、生物医学等领域，为人类的生活和健康提供保障。
锁相技术译文翻译
锁相技术译文翻译
英文原名：An On-Chip All-Digital Measurement Circuit to Characterize
Phase-Locked Loop Response in 45-nm SOI
译 文：45纳米SOI全数字片上测量电路表征锁相环响应特性
第2页/共13页 English 中文
An On-Chip All-Digital Measurement Circuit
to Characterize Phase-Locked Loop Response
in 45-nm SOI
Dennis Fischette, Richard DeSantis, and John
Haeseon Lee
Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale, CA
94085-3905 USA
Abstract—An all-digital measurement
circuit, built in 45-nm SOI-CMOS enables
on-chip characterization of phase-locked
loop (PLL) response to a self-induced phase
step. This technique allows estimation of
PLL closed-loop bandwidth and jitter
peaking. The circuit can be used to plot
step-response vs. time, measure static phase
error, and observe phase-lock status.
INTRODUCTION
Many applications such as PCI Express™
require a PLL to produce a low-jitter clock
矢量网络分析仪系统锁相技术
科技信息 ０科教前沿０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２００８年第ｌ７期
矢量网络分析仪系统锁相技术
刘敬坤
（中国电子科技集团公司第四十一研究所 山东 青岛２６６５５５）
【摘要】系统锁相技术是矢量网络分析仪的关键技术，其主要作用是保证ＹＴＯ输出频率和参考频率严格同步。本文详细介绍了系统锁
相技术中辅助锁相电路的设计，阐述了此辅助电路是如何有效缩短扫描时间，进而提高整个矢量网络分析仪测试速度。
【关键词１锁相；捕获；跟踪 ．
Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ Ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｖｅｃｔｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎａｌｙｚｅｒ
Ｌｉｕ Ｊｉｎｇｋｕｎ
（Ｎ０．４１ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＥＴＣ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６５５５）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］ｓｙｓｔｅｍ Ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎ ｖｅｃｔｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎａｌｙｚｅｒ，ｉｔ ｉｎｓｕｒｅ ｉｎ—ｐｈａｓｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ＹＴＯ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｏｆ ＰＩＪＩＪ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｄｅｔａｉｌｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｕｓａｔｉｏｎ ｈｏｗ ｔｈｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ—
ｔｉｍｅ ｗａｓ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｗａｓ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ，ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅ Ｗａｓ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ．
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋ；ａｃｑｕｉｒｅ；ｔｒａｃｋ
Ｏ．引言
矢量网络分析仪作为测试测量仪器的重要组成部分．正发挥着越
来越大的作用。随着现代测量技术对测试速度和精度的要求越来越 高，矢量网络分析仪也在不断适应需求，改进设计技术。其中系统锁相 环路的设计，能够大大缩短系统锁相时间，提高测试速度。