PLL参考杂散/测spur

hglsy

我现在在做PLL输出信号频谱分析，步骤如下：

1、在spectre中设置变量，如图1
2、在tran中设置option的采样频率，如图2
3、得到输出结果并对其做频谱分析，设置如图3
载波频率是8G，参考频率是40M
我有设置精度的时间段是29us-30us，频谱结果如图4，但是最高的载波频率不是8G，然后频谱也不对称，CIW显示有插值，但是感觉操作真的没问题；
然后直接是pll默认精度的前面的时间段放出来的频谱是图5，这个载波频率是8G，然后频谱也对称，但是问题是这个实在是太小了，根据拉扎维书中的计算，最少也有-60dB的参考杂散。
问题1：想问下，如图5 中的这个结果可用吗？但是为什么这么大呢？
问题2：图4的操作感觉没有问题，但是为什么显示插值，然后也不对呢？

xianwu_hs

图4和图5做dft的设置一模一样吗？看起来呢好像有差别

hglsy

xianwu_hs 发表于 2023-3-14 09:37
图4和图5做dft的设置一模一样吗？看起来呢好像有差别

不一样，就是选择的时间不一样，图4 是29u-30us（精度为1us每524288个点），图5是25u-26us（精度是tran中直接的mod精度），这两个就是精度不同，但是采样时间和采样间隔是一样的

xianwu_hs

从形状看最后那张图是对的，你可以用calculator中的量一下瞬态波形的freq
我试了你第一种设置看波形没有问题，反倒是第二个图你说的默认精度不知道是怎么设置的
不过8G的频率感觉不需要用524288这么大的精度

hglsy

xianwu_hs 发表于 2023-3-15 10:41
从形状看最后那张图是对的，你可以用calculator中的量一下瞬态波形的freq
我试了你第一种设置看波形没有问 ...

您好，这里的您说的最后一张图是正确的，我其实感觉不太对，因为在在CIW窗口会报插值（interpolat）的warning

还有您说的用计算器量瞬态波形的freq是指的量vco输出的曲线吗？我的就是8G
然后是默认的仿真精度就是直接选择tran中的moderate，不调整精度

kuxuanxinzai

做FFT 考虑的因素，还挺多的，不是简单的就这样设置的。

1. 要考虑你的频率分辨率。 我看你的截图，分析时间是1us ， 这个时间我觉得太短了。1us 最大的频率分辨率才1M ，也就是说，你没有办法分辨两个间隔1M 的点。
2. 要考虑采样频率和信号频率的关系，以及采样时间的长度，最优是让信号频率落在FFT 整数bin 点上，并且这个整数bin 点是质数。 这样不用加窗函数，FFT 的分辨率与细节也最真实，最丰富。


你的FFT ，没有加窗，频谱已经有泄露了。而且采样时间又短，完全没有办法看到有用信息。

hglsy

kuxuanxinzai 发表于 2023-4-14 09:25
做FFT 考虑的因素，还挺多的，不是简单的就这样设置的。

1. 要考虑你的频率分辨率。 我看你的截图，分析时 ...

关于频谱分析的问题

1、关于频率分辨率，我确实可以再取小一点，之前取1us是觉得方便分析，没有考虑到极限情况的问题
2、关于让信号频率落在FFT整数bin点的情况，我理论上知道确实应该这样，但是在cadence中应该如何设置呢？之前的做法是固定采样点数，固定仿真间隔，但是还是不行，望您有时间可以再回复指导一下
3、加窗问题，我现在觉得确实应该加，对于加窗函数这个很多说法不统一，对于频谱泄露有大佬说用hanning比较好。但是我实际测的信号确实没感觉到太大差别

kuxuanxinzai

hglsy 发表于 2023-4-14 10:40
关于频谱分析的问题

1、关于频率分辨率，我确实可以再取小一点，之前取1us是觉得方便分析，没有考虑到极 ...

关于让信号频率落在FFT整数bin点的情况，我理论上知道确实应该这样，但是在cadence中应该如何设置呢？之前的做法是固定采样点数，固定仿真间隔，但是还是不行，望您有时间可以再回复指导一下

[回复]： 让信号频率落在FFT 的bin 点上，首先前提是你要知道真实稳定以后的绝对频率，如果真实频率没有稳定的话，多少会有泄露。 如果fin 满足下面的关系，就可以让信号落在 bin 点上：

fin=N_fin/N_fft*fs
其中N_fin 最好是一个质数，这样和分母没有公约数。
N_fft 是你做FFT 的采样点数，
fs 是你实际的采样频率。
N_fft/fs 实际上也是你仿真的总时间，决定了你的最小频率分辨率为fs/N_fft .
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
加窗问题，我现在觉得确实应该加，对于加窗函数这个很多说法不统一，对于频谱泄露有大佬说用hanning比较好。但是我实际测的信号确实没感觉到太大差别
[回复]： 窗函数，都有自己的频谱特性。你首先要正式理解窗函数的原理才能理解加哪种窗，如何加。 窗函数不同，他们近端的滚将速率和远端的抑制能力是不一样的。 用处就不一样。
比如，汉宁窗， 近端滚降比较慢，但是远端的抑制比较高。通常用在SDM分析中，可以抑制远端的高频噪声混叠到带宽以内。
比如，blackmanharris , 近端滚将特别快，但是远端的抑制比较小，比较适合奈奎斯特ADC 的频谱分析，可以得到比较高的频谱分辨率。如果是分析PLL 的相躁的话，非得加窗的话，我认为blackmanharris  在这了肯定比hanning  要好。 因为你比较关心载波附近的相躁，而不是很care 高频处混叠回来的噪声。

FFT 可以说的内容可多了， 一时半会儿不一定能够完全传达给你，真的要理解底层的话，建议你认真复习 一下信号与系统，把几个变换搞清楚，就自然理解了。 真正理解几个变换的物理意思的，做design 的可能人并不多，如果你能完全搞清楚，对你以后电路的理解相比会有很大的帮助。

hehuachangkai

看看先

FPGA704714874

收藏了，我一般是先用clip截取之后再用waveform窗口里的频谱查看器来分析他的杂散，不知道对不对