作者ricy71616 (C.K.)
看板Electronics
標題[問題] PLL控制電壓波形和公式問題
時間Sun Apr 9 15:32:42 2017
各位前輩好
根據上次W大的建議，調整了電路之後，波形如下
http://i.imgur.com/LMvIaS6.png
但是把鎖定電壓放大之後，發現波形看起來很奇怪
http://i.imgur.com/0e8cas7.png
想請問各位前輩，有可能是什麼原因導致波形變成這樣?
參數如下:
Fref = 20M
Kvco = 2pi*1.737G/V
PM = 62度
除數 = 256
Ip = 100uA
Rp = 4938.75歐姆
Cp = 257.81p
Cz = 17.178p
然後，小弟在讀劉深淵的鎖相迴路時
看到有關damping factor的公式
http://i.imgur.com/KHBBaUD.jpg
然後照著公式下去設計參數
但是又看到Razavi的design of analog cmos integrated circuits書中提到damping
factor的公式
http://i.imgur.com/ggGhAUQ.jpg
如果我按照鎖相迴路裡的公式下去計算的話damping factor是1.07
如果我把參數帶入Razavi的公式下去計算的話damping factor是0.41
想請問兩本書中有關damping factor的公式為何差了2pi?
還有我該依照哪本書所提供的公式為依據比較好?
然後，我設計參數方式是按照鎖相迴路裡提到的迴路頻寬K公式
http://i.imgur.com/2CeiW7b.jpg
設定迴路頻寬K是Fref*1/40*2pi，帶入其他參數求出Rp、Cp和Cz
不知道這個順序是不是正確的?
希望各位前輩能撥空解答小弟的疑惑，謝謝各位前輩。
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1F：推 xeaper: 感覺是模擬精準度的問題 04/09 17:21
2F：→ ricy71616: x大你好 我是跑.tran 一個step是0.01n 這樣不知道夠不 04/09 18:19
3F：→ ricy71616: 夠精確? 04/09 18:19
4F：→ chococoo: 我記得兩本書的Ip定義不一樣 一個是 I vs theta 的斜率 04/09 19:00
5F：→ chococoo: 另一個是I最大最小的差 04/09 19:01
6F：→ chococoo: 所以兩個會差1/2pi 04/09 19:01
7F：→ zadarler: 精準度不是下delmax 嗎？ 04/09 20:05
8F：→ ricy71616: c大你好 感謝你的回覆 我再確認看看兩本書的定義 04/09 20:12
9F：→ ricy71616: z大你好 我是用hspice 可是我沒用過delmax 我會再看看 04/09 20:14
10F：→ ricy71616: 手冊 謝謝 04/09 20:14
11F：→ zadarler: .option delmax=0.01n 這指令你下下看 04/09 20:25
12F：推 wxes60711: Kvco 一個是rad/sV 一個是Hz/V 04/09 21:29
13F：→ wxes60711: 公式都一樣 值也都一樣 04/09 21:29
14F：→ wxes60711: 模擬看起來是simulator resolution的問題 04/09 21:30
15F：→ ricy71616: 好的 謝謝z大 我晚點試看看 04/09 22:40
16F：→ ricy71616: w大你好 謝謝你的回答 simulator resolution是因為模 04/09 22:46
17F：→ ricy71616: 擬的精準度不夠才會造成的嗎? 還是有什麼其他的可能? 04/09 22:46
z大你好 我加了delmax之後 ref跟div反而出現了4n的相位誤差
http://i.imgur.com/nRI41Rb.png
請問這樣是正常的嗎?
※ 編輯: ricy71616 (140.117.176.252), 04/10/2017 14:46:48
18F：推 xeaper: 感覺正常多了 這圖應該是 cp 有current mismatch 04/10 20:01
19F：推 xeaper: vc上低頻的成分應該使pfd 把 cp mismatch 轉成相位差造成 04/10 20:04
20F：→ xeaper: 的 高頻的部分應該是震盪器的 clk 透過殺小cgd couple 回 04/10 20:04
21F：→ xeaper: 去的吧 04/10 20:04
22F：→ zadarler: 波形看起來比較正常 vctrl room in 進去看是否抖動頻率 04/10 23:19
23F：→ zadarler: 為輸出的整數倍 04/10 23:19
24F：→ zadarler: Vctrl有一個低頻週期性的訊號 應該是x大所說的東西 04/10 23:23
x大 z大 你們好 這是我的cp充放電圖
http://i.imgur.com/NvsyG6v.png
我自己是覺得我已經調整的滿接近了 不知道這樣的差距是不是還是太大?
然後Vc上的低頻和高頻這邊我有點看不太懂
我按照z大所說的把Vc zoom in 然後看到vc確實是一個類似弦波的波形
頻率是9.6GHz(雖然有些小變化 但是大致上都是維持在9.6GHz)
9.6GHz也是我的參考頻率的整數倍沒錯
那這個頻率跟上述所提到的Vc的高頻和低頻成分有什麼關係嗎?
Cgd couple是否跟我的VCO架構有關 我是使用一般的LCVCO(complementary cross coupled)
※ 編輯: ricy71616 (140.117.176.252), 04/11/2017 14:59:27
25F：→ zadarler: 你看到鋸齒波型就是current mismatch造成的 zoom in 進 04/12 02:40
26F：→ zadarler: 去看只是要你確定高頻成分的來源是否來自vco 你current 04/12 02:40
27F：→ zadarler: mismatch看看能否在做小一點 你cp架構有cascode嗎？ 04/12 02:40
28F：推 xeaper: pfd idle pulse 寬度多少呀？ 感覺可以看一下 暫態下的cur 04/12 02:58
29F：→ xeaper: rent mismatch，dc current mismatch 通常看了只能當參考 04/12 02:58
x大 z大 兩位好
這是我的CP架構
https://i.imgbox.com/BMOQTTUa.png
這是PFD idle pulse的波形
https://i.imgbox.com/pBdbH8Tt.png
這是Vc放大圖
https://i.imgbox.com/D5CUY0QT.png
請問我要怎麼確定Vc的高頻是來自VCO?
如果說.tran跟.DC的current mismatch只能當參考的話
那我要用什麼方法看mismatch會比較好?
※ 編輯: ricy71616 (140.117.176.252), 04/12/2017 17:19:21
※ 編輯: ricy71616 (140.117.176.252), 04/12/2017 17:21:17
30F：→ zadarler: 其實我跑current mismatch是用DC方式來跑 掃不同vctrl電 04/12 21:58
31F：→ zadarler: 壓看current mismatch的情況 04/12 21:58
32F：→ zadarler: 你cp架構mfbp以及mfbn的功能是什麼？看不是很懂 比較常 04/12 22:03
33F：→ zadarler: 用的是中間有unit gain buffer的架構 04/12 22:03
z大你好
unit gain buffer的做法我有做過 不過我的buffer調整的很差 所以才用這個架構
paper是說當Vcp上升 Mfbp會進入三極管區
Mfbp的阻值降低 然後會減少電流鏡複製到output up的電流量
If Vcp increases,transistor Mfbp enters the triode region.
The lowered device on-resistance reduces the amount of current mirrored to
the output up current branch.
那我暫時還是使用.DC的方式來調整我的mismatch好了
※ 編輯: ricy71616 (140.117.176.252), 04/13/2017 18:57:46
34F：推 chistar: >< 04/13 23:36
35F：推 zadarler: 我怎麼覺的是mfbn進入triode region 原文寫錯了嗎？ 04/15 18:14
36F：→ ricy71616: z大你好 有可能是paper筆誤吧 我自己是也覺得有點怪 04/16 03:22
37F：→ ricy71616: 文章裡面是有提到Vcp上升Mfbn會進入triode region 可是 04/16 03:28
38F：→ ricy71616: 它也有說Mfbp也會進triode region就是惹 04/16 03:28
39F：推 mike87179: 差2pi似乎是kvco單位問題？ 04/20 12:27