如何使用寬帶頻率合成器件實(shí)現(xiàn)相位校準(zhǔn)的控制

　　顧名思義，鎖相環(huán)（PLL）使用鑒相器比較反饋信號(hào)與參考信號(hào)，將兩個(gè)信號(hào)的相位鎖定在一起。雖然這種特性有許多用武之地，但是PLL如今最常用于頻率合成，通常充當(dāng)上變頻器/下變頻器中的本振（LO），或者充當(dāng)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）或數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的時(shí)鐘。直到最近，我們很少注意這些電路中的相位行為。但隨著對(duì)效率、帶寬和性能的需求日益增長(zhǎng)，RF工程師必須推出新技術(shù)來(lái)提高頻譜和功率效率。信號(hào)相位的重復(fù)性、可預(yù)測(cè)性和可調(diào)性在現(xiàn)代通信和儀器儀表應(yīng)用中均起到日益重要的作用。

　　一切都是相對(duì)的

　　關(guān)于相位測(cè)量，如果不是相對(duì)于另一個(gè)信號(hào)或相對(duì)于原始相位則毫無(wú)意義。例如，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）對(duì)放大器之類的兩端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相位測(cè)量，就是相對(duì)于輸入相位ANG（S21）測(cè)量輸出相位的。單輸入相位指相對(duì)于入射相位ANG（S11）的反射相位。在PLL合成器上，相位測(cè)量指的是相對(duì)于輸入?yún)⒖枷辔坏臏y(cè)量或信號(hào)間的相位測(cè)量。任何相位測(cè)量的理想狀態(tài)就是測(cè)得與原始相位相比的精確期望值，但是非線性、非理想性、溫差和電路板跡線以及其他制造差異都會(huì)使得相位在信號(hào)生成中更容易發(fā)生改變。對(duì)于本文而言，“同相”是指幅度和時(shí)序特性相同的信號(hào)；確定性相位是指信號(hào)之間的相移是已知和可預(yù)測(cè)的。

　　示波器測(cè)量相位

　　為了比較兩個(gè)不同頻率的相位，可以使用高速示波器比較輸出相位與參考相位，這是一種相對(duì)直觀的方法。為了直觀可見(jiàn)，輸入相位和輸出相位通常必須是彼此的整數(shù)倍。這在許多時(shí)鐘電路中相對(duì)比較常見(jiàn)。對(duì)于整數(shù)N分頻PLL，輸入頻率（REFIN）和輸出頻率（RFOUT）之間的關(guān)系通常是確定和可重復(fù)的。只需將示波器探頭放在REFIN和RFOUT上，但注意僅捕獲確定已建立相位時(shí)的信號(hào)。像RTO1044這樣的高級(jí)示波器，只有在滿足某些條件時(shí)才允許事件觸發(fā)激活：比如將特定的數(shù)字模式寫(xiě)入 PLL器件以及已知信號(hào)的上升沿出現(xiàn)時(shí)。鑒于數(shù)字模式的寫(xiě)入與最終信號(hào)穩(wěn)定之間可能會(huì)有一些延遲，因此在這兩個(gè)事件之間插入一些延遲至關(guān)重要，這種特定型號(hào)的儀器就可以實(shí)現(xiàn)這一功能。圖1的測(cè)量是為了確認(rèn)ADF4356 PLL相對(duì)于已知參考信號(hào)（在這種情況下，另一個(gè)ADF4356設(shè)定相同的輸出頻率）的相位延遲在上電時(shí)是否恒定和可重復(fù)。為了正確設(shè)置儀器，將兩個(gè)低速探頭連接到ADF4356 SPI接口的CLK線路和DATA線路。若要將數(shù)字模式寫(xiě)入特定頻率，則必須等待1秒鐘，儀器才能捕獲顯示兩個(gè)PLL輸出的時(shí)域圖。