PLL中计算目标频率的的M,N分频系数是如何来的?

PLL(锁相环)是一种负反馈电路,用于生成与外部输入基准时钟同步的时钟信号。通过M和N分频器,它可以产生不同频率的时钟。M值决定了VCO(压控振荡器)的反馈频率,N值确定了输出与基准频率的关系。通过适当设置M和N,可以根据基准时钟生成所需频率。在PLL锁定状态下,其输出时钟稳定,适合外部电路使用。

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下图是某款Sunxi平台的时钟树分布图,输入是24MHZ的晶震源,输出则是很多个不同的频点。

 一般来讲,输出频率和输入频率满足如下的关系:

F_{output}=\frac{M}{N}F_{ref}

这篇文章讨论这个公式的原理和来历。

下图所示的是PLL的基本结构,这是一个负反馈电路,生成时钟信号的核心部分是压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator, VCO),VCO能够根据所加的电压调整频率的振荡器,从图中可以看到,兼相器可以比较外部输入的基准时钟和VCO自身输入的时钟间的相位差,如果两个时钟一致则维持VCO电压,如果不一致就需要通过控制电路对VCO电压进行调整,VCO主频过高则降低电压,反之则提升电压。

使用按上述过程得到的电压值直接控制VCO, 可以让输出时钟和基准时钟达成一致,但是这样得到的时钟不稳定,因此反馈时钟信号还要用一个低通滤波器去掉高频成分在输入VCO,这样就可以稳定地生成和外部输入时钟相同的频率,相

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