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SDM對分頻器輸出信号相位噪聲的影響

SDM是PLL裡很重要的一個噪聲源,下面分析一下SDM對NDIV輸出時鐘相噪的影響。

SDM對分頻器輸出信号相位噪聲的影響

首先,SDM輸出信号的噪聲是量化噪聲的 sdm_order  次差分(具體推導暫且不提),而量化噪聲是在 [−fclk,+fclk]  範圍内均勻分布,噪聲功率為 Δ 2 /12  ,差分的傳函是 1−z −1   ,則有

PSD SDM =Qn∗((1−z −1 ) sdm_order ) 2 =(1/12/fclk)∗((1−z −1 ) 3 ) 2  

其中, fclk=fref  。

然後,對于分頻比序列 n[i]  ,NDIV輸出信号的上升沿位于

t[i]=t 0 +∑ i (n[i]∗Tvco)=t 0 +∑ i ((n avg +n err [i])∗Tvco)=t 0 +i∗Tref+Tvco∗∑ i n err [i] 

由此可得NDIV輸出信号的相位誤差為

ph err [i]=2π/n avg ∗∑ i n err [i] 

由上式可以看到SDM的噪聲到NDIV的輸出端有個累加過程,累加的傳函是 1/(1−z −1 )  ,即抵消掉SDM的一個差分。

綜上,NDIV輸出的相位噪聲為

PN NDIV =(1/12/fref)∗((1−z −1 ) (sdm_oder−1) ) 2 ∗(2π/n avg ) 2  

最後放上理論值與仿真結果的對照:

SDM對分頻器輸出信号相位噪聲的影響

*注:此處的仿真結果為

two-sided PSD