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关于电荷泵驱动的阐述

作者:青岛润生干式变压器厂  来源:http://qingdao.ercaturk.com/  发布时间:2018-04-21
关于电荷泵驱动的阐述

  所谓事件驱动,是指电荷泵(开关电容式电压变换器)锁相环作为一个反馈系统,它对输出信号相位(和频率)的控制是由输入端PFD检测到的事件触发的。如果假设PFD是下降沿有效的,那么输入参考信号和分频器输出信号的每一个下降沿就是可能引起PLL状态变化的一个事件。事件的发生其实是一个非均匀的,自同步的采样过程,可以利用它对PLL进行仿真。关键的问题是需要确定那些引起系统状态变化的切换点,即事件发生的时刻。

  关于事件驱动模型方程的详细推导过程的主要思路是:虽然整个系统是非线性和时变的,但在两个事件发生之间,系统状态的变化是连续的,所以可以将各个功能块的方程联系起来,建立描述环路动态特性的非线性递归方程;上一个事件引发的状态变化的结果作为下一个事件开始的初始条件,依次递推。根据事件而不是步长确定系统的状态,从而加快了仿真速度,同时模型也相当精确。

  首先假设参考信号的瞬时频率是一个常数,并且采用VCO的线性模型fv(Vc)=KvVc+fv0,为了得到VCO的相位在区间的变化规律,必须确定控制节点电压VC(t)。在这段区间内描述环路滤波器的方程的形式是连续的微分方程,而且电荷泵的电流ip(t)在相邻的两个事件之间是常数。于是可以根据环路滤波器的电压电流关系得到最终描述参考信号和VCO相位特性的递归方程为  在实践中发现,利用C语言实现的上述事件驱动模型具有非常快的仿真速度,在普通PC机上可达到每秒几百次或上千次,而且仿真结果和晶体管级电路的非常接近。

  虽然事件驱动模型准确地验证了基于连续时间近似的线性模型的结论,但是,为了简化描述环路动态特性的非线性递归方程,还是有些特性没有包括进去,比如VCO电压频率转换特性的非线性。

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