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日志

PLL cycleslip问题

热度 1已有 161 次阅读| 2025-8-21 18:02 |个人分类:问题理解|系统分类:芯片设计

参考来源:

delroy.com/PLL_dir/FAQ/faq_cycle_slip.txt

PLL Performance.Simulation.and.Design.Handbook.3rd.Edition关于cycleslip的说明


  1. Cycleslip(周期滑移)几个示例:

    1. 假设PLL刚启动时反馈时钟(fbclk)频率低于参考时钟(ref),且鉴频鉴相器(PFD)初始处于复位状态。当ref时钟边沿到达时,PFD会进入"加速"状态。若ref频率是fbclk的两倍以上,则第二个ref边沿可能在首个fbclk边沿到达前就出现。此时PFD会忽略第二个ref边沿,因为已处于加速状态——这是周期滑移的典型案例。

    2. 当ref频率略快于fbclk(快5%),且PLL带宽远低于ref频率(1/100)时,经过一个ref周期后fbclk相位滞后5%,两个周期后滞后10%。经过20-30个ref周期,fbclk将滞后近整个周期。这是因为低带宽PLL对频率差异的响应速度缓慢。随着相位误差持续累积,PFD会正确检测到不断增大的相位差。当fbclk滞后超过一个完整ref周期时,PFD会产生误判:认为相位误差很小(而非实际的大误差)。此时系统不会将fbclk校正回原始位置(>1个ref周期),而是将其拉回至最近的ref边沿(<1个ref周期)。若统计此漂移过程及重新锁定过程中的时钟边沿数,会发现ref边沿数量多于fbclk边沿——这种现象即定义为周期滑移。

    3. PLL锁定时,ref与fbclk周期数应相等。当两者出现数量差异时,即发生周期滑移。

  2. 周期滑移的一个意外后果是PFD可能暂时出现错误方向的响应:

    1. 当fbclk滞后略小于一个ref周期时,其上升沿会复位PFD状态。因为PFD消除死区的延时设计,若此时出现ref边沿,PFD会忽略该信号并使输出保持低电平。由于fbclk实际略慢于ref,但此时下一个fbclk边沿会稍早于ref边沿到达,导致PFD错误判定需要减速而非加速。不过这种误判通常仅持续1-2个ref周期。

    2. 减少PFD复位延迟可降低误判概率,但需保持足够延迟以消除死区。

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