如何做PLL锁定指示电路设计

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PLL锁定指示电路该如何设计？

如果你存在这样的疑问，就请往下看

本篇文章将是你的答案！

鉴相器和电荷泵原理图

从分类开始。PLL锁定指示分为模拟锁定指示和数字锁定指示两种：数字锁定指示，以及模拟锁定指示。

数字锁定指示：当PFD的输入端连续检测到相位误差小于15ns的次数为3(5)次，那么PLL就会给出数字锁定指示。

数字锁定指示的工作频率范围：

通常为5kHz~50MHz。在更低的PFD频率上，漏电流会触发锁定指示电路；在更高的频率上，15ns的时间裕度不再适合。在数字锁定指示的工作频段范围之外，推荐使用模拟锁定指示。

模拟锁定指示：对电荷泵输入端的Up脉冲和Down脉冲进行异或处理后得出的脉冲串。所以当锁定时，锁定指示电路的输出为带窄负脉冲串的高电平信号。图为一个典型的模拟锁定指示输出（MUXOUT输出端单独加上拉电阻的情况）。

模拟锁定指示的输出级为N沟道开漏结构，需要外接上拉电阻，通常为10KOhm~160kohm。我们可以通过一个积分电路（低通滤波器）得到一个平坦的高电平输出，如图所是的蓝色框电路。

误锁定的一个条件：

参考信号REFIN信号丢失。当REFIN信号与PLL频合器断开连接时，PLL显然会失锁；然而，ADF41xx系列的 PLL，其数字锁定指示用REFIN时钟来检查是否锁定，如果PLL先前已经锁定，REFIN时钟突然丢失，PLL会继续显示锁定状态。解决方法是使用模拟锁定指示。当VCXO代替VCO时，是PLL常常失锁的原因。

以 ADF4001 为例说明。VCXO 的输入阻抗通常较小（相对于 VCO 而言），大约为 100kohm。这样 VCXO 需要的电流必须由 PLL 来提供。PFD=2MHz， Icp=1.25mA，Vtune=4V，VCXO 输入阻抗=100kohm，VCXO 控制口电流=4/100k=40uA。在 PFD 输入端，用于抵消 VCXO 的输入电流而需要的静态相位误差等于：

因为 16ns>15ns，所以，数字锁定指示为低电平。

解决方法

1. 使用模拟锁定指示。

2. 使用更高的电荷泵电流来减小静态相位误差。增大环路滤波器电容，使放电变缓。