环路滤波器中运放参数对锁相环性能影响分析

张大鹤

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)



环路滤波器中运放参数对锁相环性能影响分析

张大鹤

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

摘要为了研究锁相环路滤波器中运算放大器的非理想性的影响，分析了运算放大器的单位增益带宽、等效输入噪声电压密度、输入噪声电流密度、转换速率、输入输出电压范围、稳定性、输入偏置电流和电源抑制比等参数，以及这些参数对锁相环的相位噪声、杂散和稳定性等指标的影响。对部分理论分析结果进行了试验验证，试验结果与理论分析基本一致。

关键词锁相环；运算放大器；频率合成；相位噪声；相位余量；杂散

0引言

频率合成器当前广泛采用锁相频率合成的方式。各种锁相环中，应用最广泛的是电荷泵锁相环[1]，其有电压型和电流型2种形式。为了保证电压型电荷泵鉴相器的输出电压恒定[1]，或者扩展电流型电荷泵鉴相器的控制电压输出范围，经常需要使用运放来搭建有源环路滤波器。

运放的部分参数对于锁相环的性能指标有很大影响。而在锁相环设计过程中，运放的大部分参数不便仿真，设计时往往将运放理想化，导致很多问题未能预见，严重影响了设计质量。当前，国内尚未发现这方面进行综合分析的文章，进行理论分析很有必要。

本文对运放部分参数的影响进行理论分析，提出了运放选型和电路设计的要点，并设计试验方案对分析结果进行验证。……