ضوضاء المرحلة في المركبات

ينتج كل مكون في جهاز توليف التردد ضوضاء تساهم في إجمالي الضوضاء التي تظهر عند النواتج، حيث ستعتمد الطريقة الفعلية التي يساهم بها أي عنصر في الحلقة في الإنتاج على مكان إنتاجه، كما ستؤثر الضوضاء الناتجة عن “VCO” على الإنتاج بطريقة مختلفة عن تلك الناتجة في كاشف الطور على سبيل المثال، ومع زيادة الضغط على الطيف من الضروري التأكد من أنّ أداء ضوضاء الطور يلبي متطلبات النظام وعلى هذا النحو فهو عادةً معلمة تصميم رئيسية لأي مركب تردد “PLL”.

لمعرفة كيفية حدوث ذلك، فمثلاً في الضوضاء الناتجة عن مذبذب الجهد المتحكم فيه، سيمر هذا عبر سلسلة الفاصل ويظهر عند ناتج كاشف الطور، كما سيتعين بعد ذلك المرور عبر مرشح الحلقة، حيث سيسمح هذا فقط من خلال مكونات الضوضاء التي تكون أقل من تردد قطع الحلقة، كما ستظهر هذه على جهد الخطأ ولها تأثير إلغاء الضوضاء على مذبذب الجهد المتحكم فيه، ونظراً لأنّ هذا التأثير سيحدث فقط داخل النطاق الترددي للحلقة، فإنّه سيقلل من مستوى الضوضاء داخل عرض النطاق الترددي للحلقة ولن يكون له أي تأثير على الضوضاء خارج النطاق الترددي للحلقة.

تتأثر الضوضاء الناتجة عن كاشف الطور بطريقة مختلفة، كما أنّ مكونات الضوضاء الموجودة أسفل عرض النطاق الترددي للحلقة سوف تمر عبر مرشح التمرير المنخفض، وهذا يعني أنّه لن تكون هناك مكونات خارج النطاق الترددي للحلقة تظهر على جهد الضبط عند طرف التحكم في مذبذب الجهد المتحكم فيه ولن يكون هناك أي تأثير على المذبذب، كما ستظهر تلك المكونات داخل عرض النطاق الترددي للحلقة في طرف التحكم في المذبذب، وستؤثر هذه على المذبذب وتظهر كضوضاء طور على ناتج مذبذب الجهد المتحكم فيه.

تزداد الأمور سوءاً من خلال حقيقة أنّ نسبة القسمة لها تأثير على مضاعفة مستوى الضوضاء، حيث ينشأ هذا لأنّ المركب له تأثير فعال في مضاعفة تردد المرجع، وبالتالي يُضرب مستوى الضوضاء أيضاً بمعامل “20log N”، حيث “N” هي نسبة القسمة، كما تخضع الضوضاء الناتجة عن المرجع لنفس المعالجات تماماً مثل تلك الناتجة عن كاشف الطور، حيث يتم ضربها أيضاً بنسبة تقسيم الحلقة بنفس طريقة ضوضاء كاشف الطور، وهذا يعني أنّه على الرغم من أنّ المذبذب المرجعي قد يكون له أداء ضوضاء جيد جداً في الطور، إلّا أنّه يمكن أن ينخفض ​​بشكل كبير، خاصةً إذا كانت نسب الانقسام عالية.

لا تنتج المقسمات عادةً مساهمة كبيرة في الضوضاء، كما يمكن دمج أي ضوضاء تنتجها مع ضوضاء كاشف الطور، ويمكن ملاحظة أنّ الضوضاء داخل عرض النطاق الترددي للحلقة تنشأ من كاشف الطور والمرجع وناتج عرض النطاق الترددي للحلقة، كما ينشأ بشكل أساسي من مذبذب الجهد الذي يتم التحكم فيه، ومن هذا يمكن ملاحظة أنّ تحسين ملف تعريف الضوضاء يعتمد بشكل كبير على اختيار عرض النطاق الترددي للحلقة.

من الضروري أيضاً الحفاظ على نسبة القسمة في أي حلقة إلى مستويات معقولة، فعلى سبيل المثال سيتطلب مُركب “150 ميجاهرتز” مع حجم خطوة “12.5 كيلو هرتز” نسبة تقسيم تبلغ “12000”، وهذا بدوره سيقلل من كاشف الطور وأرقام ضوضاء الطور المرجعي بمقدار “81 ديسيبل” داخل عرض النطاق الترددي للحلقة، وهو تدهور كبير وفقاً لمعايير أي شخص.

• “VCO” هي اختصار لـ “voltage-controlled oscillator”.