最近在做一個收發(fā)鏈路,本振部分選型又和同事杠上了。一方站PDRO,說相噪干凈得一塌糊涂;一方推小數(shù)分頻PLL,說現(xiàn)在芯片這么強,還做什么固定頻點。最后坐下來把鏈路預(yù)算扒了一遍,結(jié)論挺有意思,趁著周末整理出來,拋磚引玉,也幫新手兄弟少走點彎路。
PDRO:一根筋的“低相噪特長生”
PDRO這東西,說白了就是把DRO(介質(zhì)振蕩器)那種極高的Q值發(fā)揮到了極致。它用的是取樣鑒相,不走傳統(tǒng)分頻器那條路,所以沒有N分頻帶來的20logN相噪惡化。
實際用下來什么感受?
拿10GHz的點頻本振來說,好的PDRO模塊在10kHz偏移處輕輕松松做到-130dBc/Hz往下,例如盛鉑科技PDROUxxxx系列國產(chǎn)鎖相介質(zhì)振蕩器可實現(xiàn)-132dBc/Hz,而且頻段可達75GHz。這個指標有多重要?在雷達做動目標檢測、或者給高速ADC當采樣時鐘時,近端相噪直接決定你能不能看到小信號旁邊的“影子”。
而且PDRO特別省心。巴掌大的模塊,給電就出信號,功耗低、體積小,不用配一堆寄存器去寫驅(qū)動。唯一的問題就是——頻率是“死的”。萬一后面要改頻點,硬件就得跟著動,靈活性基本為零。
盛鉑科技PDRO系列鎖相介質(zhì)振蕩器
小數(shù)分頻綜合器:成年人的“全都要”?
再看小數(shù)分頻PLL+VCO的方案。以前大家老覺得小數(shù)分頻雜散大、相噪差,但這兩年工藝確實起飛了。
最香的是靈活性。一個寬頻VCO加上小數(shù)分頻,能覆蓋好幾個倍頻程,步進可以精細到Hz級別。做通信基站、跳頻電臺或者信號源,這種方案基本是標配。寫幾行代碼就能切頻率,確實方便。
但得說句公道話:同頻點下,單純比10kHz以內(nèi)的近端相噪絕對值,集成VCO的PLL方案目前還是比不過高品質(zhì)PDRO模塊。這是物理結(jié)構(gòu)決定的,DRO那個諧振腔的Q值確實硬邦邦。
到底怎么選?看你的鏈路“忍不忍得了”
總有人問“哪個更好”,其實成年人不做選擇,看的是場景和預(yù)算。
如果你的本振頻率萬年不動,且對近端噪聲極度敏感——比如微波點對點回傳、氣象雷達、相噪分析儀的參考源——閉眼選PDRO。這時候花心思去調(diào)PLL環(huán)路帶寬抑制噪聲,不如直接用物理Q值硬扛。
如果你的系統(tǒng)需要捷變頻,或者一個板子要兼容多個頻段——比如通信測試設(shè)備、相控陣波束控制——必須上小數(shù)分頻。其實小數(shù)分頻頻率綜合器相噪也可以很低,例如安鉑克科技的APUL系列國產(chǎn)頻率綜合器模塊,相噪低至≤-130dBc/Hz@10kHz(10GHz),頻率范圍高達10GHz。
還有個折中的玩法:用小數(shù)分頻PLL產(chǎn)生一個低頻的干凈參考,去驅(qū)動PDRO的取樣鑒相器。雖然復(fù)雜了點,但在某些既要頻率略微可變、又要極致遠端噪聲的特殊場合,確實管用。
最后嘮叨兩句
實際選型時,別光盯著數(shù)據(jù)手冊上的1kHz偏移相噪那個單一數(shù)字看。你得看綜合相噪曲線下的積分抖動、看環(huán)路帶寬外的雜散分布、看整機的功耗和散熱。
PDRO穩(wěn)如老狗,PLL靈活多變,沒有誰絕對碾壓誰。具體選擇看系統(tǒng)需要什么,成本,總的來說PDRO鎖相介質(zhì)振蕩器成本低于頻率綜合器的。
審核編輯 黃宇
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