望文生义，锁相环
(PLL)运用鉴相器比较反应信号与参阅信号， 将两个信号的相位承认在一起。虽然这种特性有许多用武之地，可是 PLL
现在最常用于频率组成，一般充任上变频器/下变 频器中的本振(LO)，或许充任高速 ADC 或 DAC 的时钟。
或许，咱们很少留意这些电路中的相位行为。但跟着对功率、带宽和功用的需求日益增长，RF
工程师有必要推出新技术来进步频谱和功率功率。信号相位的重复性、可猜测性和可调性在现代通讯和仪器仪表运用中均起到日益重要的效果。
一切都是相对的
关于相位丈量，假如不是相关于另一个信号或相关于原始相位则毫无意义。例如，运用矢量网络分析仪(VNA)对放大器之类的两端口网络进行相位丈量，便是相关于输入相位ANG(S21)丈量输出相位的。单输入相位指相关于入射相位ANG(S11)的反射相位。在
PLL 组成器上，相位丈量指的是相关于输入参阅相位的丈量或
信号间的相位丈量。任何相位丈量的抱负状况便是测得与原始相位比较的准确期望值，可是非线性、非抱负性、温差和电路板迹线以及其他制作差异都会使得相位在信号生成中更容易发生改动。关于本文而言，“同相”是指起伏和时序特性相同的信号;承认性相位是指信号之间的相移是已知和可猜测的。
示波器丈量相位
为了比较两个不同频率的相位，能够运用高速示波器比较输出相位与参阅相位，这是一种相对直观的办法。为了直观可见，
输入相位和输出相位一般有必要是互相的整数倍。这在许多时钟电路中相对比较常见。关于整数N分频PLL，输入频率(REFIN)和
输出频率(RFOUT)之间的联系一般是承认和可重复的。只需将示波器探头放在REFIN和RFOUT上，但留意仅捕获承认已树立相位时
的信号。像RTO1044这样的高档示波器，只要在满意某些条件时才答应事情触发激活：比方将特定的数字形式写入PLL器材以及已知信号的上升沿出现时。鉴于数字形式的写入与终究信号安稳之间或许会有一些推迟，因此在这两个事情之间刺进一些推迟至关重要，这种特定类型的仪器就能够完结这一功用。
图1的丈量是为了承认ADF4356
PLL相关于已知参阅信号(在这种状况下，另一个ADF4356设定相同的输出频率)的相位推迟在上电时是否稳定和可重复。为了正确设置仪器，将两个低速 探头连接到
ADF4356 SPI 接口的 CLK 线路和 DATA 线路。若要将数字形式写入特定频率，则有必要等候1秒钟，仪器才干捕获显现两 个PLL输出的时域图。
图1. 整数N分频设置
关于此丈量，两个ADF4356 PLL承认在4 GHz的VCO频率并在8 MHz 至500 MHz的规模内分频，其间一个PLL运用软件掉电功用重复
敞开和封闭。示波器选用无限继续形式进行119次收集，两个 PLL之间的相位差稳定且可重复。为了保证相位差可重复，需
遵从许多留意事项。比较较而言，低的R分频值比高的R分频值 带来的不承认性较少，而且将来自VCO输出的分频反应馈送到 N计数器输入至关重要。鉴于ADF4356
PLL和VCO包括1024个不同 的VCO频段，必须运用手动校准掩盖程序来消除此不承认性。
相位再同步界说
相位再同步是指小数N分频PLL在每个给定频率下回来相同相移的才能。也便是说，相位为P1的频率A在改为频率B后，当频率从头设定为回到F1时，调查到仍具有相同的原始相位P1。该界说疏忽了由VCO漂移、漏电流、温度改动等要素引起的改动。
再同步将复位脉冲发送到小数N分频∑-∆调制器，然后使其处于 已知的可重复状况。在完结VCO频段挑选和环路滤波器树立时
间等频率树立机制之后，需求施加此复位脉冲。其值由存放 器12中的超时计数器操控。新近的PLL能够调整此复位脉冲的
时序，完结了必定程度的输出信号可调性。此外，它还能以 360°/225步进改动时序，比大大都仪器更轻松地完结丈量。
图2. 进行小数N分频再同步，频率规模4694 MHz至4002.5 MHz
关于本试验，两个ADF4356 VCO的频率均设定为4002.5 MHz且采 用8分频。第二个PLL的VCO频率设定为4694 MHz，然后设定为回
到4002.5 MHz。经过运用示波器检查PLL行为能够看出，在1700 次频率改动后，PLL每次都安稳在同一相位。
为了表征不同的相移特性，相位字设定为4194304/225(相当于 90°)。设定90°、180°、270°和0°的相应相似值，再次检查示波
图(图3)。
图3. 具有可变相移的相位再同步
相关于通道1上的原始信号，调查到四个距离持平的信号，从 而承认了具有可编程偏移的相位再同步的准确性。
该功用十分有用，意味着能够为每个用户频率创立相位值查找 表，在每次运用时记载相位值。在需求组合四个同相LO频率的
运用中，相位再同步和偏移功用用于调整输出相位，然后一起 供给低6 dB的相位噪声。假如用作可调LO(或许在信号分析仪
的榜首级上)，再同步和相移功用答运用户在上电时履行一次 性校准以承认每个LO的准确相位值。在用作LO时，能够依据需
要依照每个LO设定相位值，然后无需在每个频率下履行校准。
图4. 需求准确操控PLL输出相位的相位要害型运用
关于像网络分析仪这样的相位要害型运用，该电路能够在上电 时丈量每个频率下的相位值，然后依据需求设定，因为LO会作 用于整个方针规模。
丈量相位、矢量信号和网络分析仪
矢量信号和网络分析仪也可用于表征相位行为，虽然其仅限用 于比较器材的相位与其初始值。能够将FSWP等高档分析仪置于
FM解调形式并挑选相位输出。
这关于评价ADF4356 PLL上的相位再同步功用十分有用。下面的 迹线(图5)表明ADF4356相位在5025 MHz的输出频率下改动了
180°。
图5. 180°相移时的FSUP FM解调器输出
相位调整
相位调整功用可防止∑-∆调制器复位，只需为现有相位添加一 个0°至360°之间的相位字即可。在不期望相位复位的运用中，
这一操作十分有用。它能够用于动态调整相位字以补偿因为温 度等影响而发生的相位差。
相位调整在R0每次更新(选用存放器3的编程值)时为现有信 号添加相位。它不包括相位再同步等复位脉冲。以下来自FSWP
的丈量成果表明的是原始信号添加90°(图6)和270°(图7)的 状况。在这两种状况下，ADF4356的输出频率在相位更改之前 都设置为5025
MHz。
图6. 90°改动
图7. 270°改动
整个温度规模内的行为
电感器的物理参数随温度而改动，其电特性也相同，表现为相 位改动。为了削减这种相位改动，用户能够设定所需的相移以 坚持相同的相位。输出频率设定为4
GHz的两个ADF4356 PLL，以 相同相位放置在同一炉室中，亲近盯梢互相的相位(图2)， 然后证明用户能够依据温度调整相位。
图8. ADF4356在整个温度规模内的相位漂移，丈量时的VCO频率为4 GHz。
5G
波束成形是完结5G网络架构的一种要害技术。这些网络中运用 个天线阵列元件，每个元件具有不同的相位和起伏，将天线
能量直接传导到终究用户。关于该运用，相位重复性是要害。 波束成形需求LO相位具有可重复性，而且假如该相位具有不确 定性，则需求波束成形电路进行额定校准。
图9所示为相隔四分之一波长并由同相驱动的两个半波单元的 方向图。天线辐射图几乎是全向的，调查不到波束成形。
图9. 无波束成形
图10 显现了由90°异相信号驱动的两个元件，得到的辐射图显现辐 射图愈加会集。跟着元件阵列数量的添加，朝向终究用户的辐
射图的准确度也有所提高，进一步进步了光谱功率。
图10. 波束成形
相位再同步功用保证消除了LO相位特性的不承认性。此外，还 能够调整此相位，为用户供给了另一种办法来战胜存在于电路
中而波束成形器或基带电路难以调整的任何其他相位推迟。
所以，相位再同步将ADF4356以及相似的PLL器材置于已知相位，这样能够完结许多运用并大大简化校准程序。
