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[求助] 闭环系统中零极点由谁贡献的?

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发表于 2022-8-4 14:45:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
500资产
小弟最近有个问题想不明白:
在做LDO、OP等模拟模块的时候,loop的极点都是观察小信号阻抗、节点电容C来决定极点的位置,这个很好理解。


但是对于大的闭环系统,PLL为例,在算他的零极点位置的时候,把很多模块都当作“黑盒子”来算传函


比如 DIV体现在传函中就只有一个常量N,CP就仅有一个ICP


但DIV内部其实还有很多子电路,比如 CMOS inviter/CML/TSPC等,这些电路自身也会有RC,为何这些极点没有体现在DIV中,也即最终没有影响PLL的零极点?


又比如,电荷泵中的OP也有极点,这个极点为何没有体现在PLL环路中?



进而引申一下这个问题,系统的传递函数,传递函数(零极点)是谁在贡献?


感激不尽!!!

 楼主| 发表于 2022-8-5 10:53:36 | 显示全部楼层
dingyixia
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发表于 2022-8-5 14:58:29 | 显示全部楼层
思考的不错。
首先搞明白,PLL传输函数能近似的根本在于Ref带宽>10倍的PLL带宽。PLL可以近似成S域线性系统后,其本身带宽是有限的。一般在100KHz到10MHz左右。你可以近似认为PLL就是个负反馈OTA。只不过别人负反馈电压,PLL负反馈相位。PFD和DIV都是数字电路,CP只是提供电流,VCO是压控震荡。所以这个零极点是由Loop filter在贡献。他把整个PLL系统变慢了。PLL的传输函数推导出来的一系列概念wn,阻尼系数,也都是基于Loop filter弄出来的零极点。
说DIVIDER本身把,其传输函数为什么就是N。是因为其输入是相位,输出也是相位。内部电路的function已经固定了,就是分频器。你说的RC那属于充放电快慢,那是微观层面上某一个节点的事,对于数字电路来说,RC充放电快慢仅仅影响数字电路可以工作的频率,也就是通常说的速度。但是功能是在数字电路搭好就已经固定了。比如一个除2分频器,他的功能就是除2。无论他可以支撑的频率是多少,他的传输函数写不出零极点。因为相位本身不是一个模拟量。
只有电压和电流,才有存在零极点的可能。说说CP,CP里面的OP速度是需要保证比PLL带宽大10倍以上的。这样才能保证OP不会影响PLL性能。当然了也不是说CP里OP的带宽低了,PLL的传输函数就和CP的OP有关系,只是PLL的性能会受到影响而已。因为CP本身的传输函数依然只是一个Icp,只是有OP和没OP,或者好Op和坏OP对Icp这个传输函数近似的好坏程度不一样而已。
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发表于 2022-8-5 15:33:13 | 显示全部楼层


knowworlds 发表于 2022-8-5 14:58
思考的不错。
首先搞明白,PLL传输函数能近似的根本在于Ref带宽>10倍的PLL带宽。PLL可以近似成S域线性系统 ...


大佬讲的很透彻,其实PLL的带宽所对应的电路响应速度与放大器所对应的响应速度并不是指一个东西
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发表于 2022-8-5 17:38:39 | 显示全部楼层


nbappb 发表于 2022-8-5 15:33
大佬讲的很透彻,其实PLL的带宽所对应的电路响应速度与放大器所对应的响应速度并不是指一个东西 ...


如果你只是抽象出来把一个PLL或者一个LDO当做一个PID系统。那其实没区别。看传输函数,都是二阶传递,只是说INPUT量纲不同罢了。一个是相位,一个是电压。电压没有什么好操控的。一般是一个reference。相位就有太多种的变化形式。
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 楼主| 发表于 5 天前 | 显示全部楼层
thx!!!
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