На рисунке 54, для сравнения, показаны примеры спектров PDS, PDS-DSM и Fractional-N PLL синтезаторов при равных, насколько это возможно, условиях для одного из типичных случаев, когда частота сигнала равна Fc=~2,5 ГГц.
Рис.54. Сравнение спектров PDS, PDS-DSM и Fractional-N PLL синтезаторов
МЧФД содержит 15-разрядный опорный аккумулятор (5 разрядов в MSBs-блоке и 10 разрядов в LSBs-блоке). Опорная частота равна Fr=1000 МГц. Управляющий код на входе аккумулятора равен R=01000,0100000001 (1/32 IBS). При этом предполагается, что неточность одного из KR-разрядов ЦАП составляет 0,4% Влияние неточности R2R-секции ЦАП на спектр из-за её существенно меньшего веса здесь не учитывается.
Также приведен график для варианта PDS-DSM при той же неточности ЦАП. Блок младших 10 разрядов содержит 2 аккумулятора для формирования DSM типа MASH-3. Этот вариант уступает варианту PDS при таких условиях сравнения. Однако при выборе одного из вариантов следует учитывать влияние на спектр временных рассогласований в ЦАП, о чём было показано вразделе 5.6, что их возможности примерно одинаковые. Также предпочтение может быть отдано варианту PDS-DSM из-за более простой его структуры (отсутствует R2R-секция ЦАП).
Для синтезатора Fractional-N PLL, чтобы получить ту же частоту сигнала, что и в PDS, целочисленный коэффициент деления выбран равным N0=8, а код на входе блока младших, десяти дробных разрядов – таким же, как и в синтезаторе PDS, т.е. 0100000001. Опорная частота равна Fr=320 МГц. Из-за наличия делителя частоты, обязательного с системе, использовать опорную частоту 1000 МГц нет возможности. Блок дробных разрядов также содержит 2 аккумулятора для формирования DSM типа MASH-3. Фазовый детектор считается идеальным в смысле линейности его характеристики.
Для справки приведен график, когда в варианте Fractional-N PLL используется ЧФД с накачкой заряда при неравенстве токов в плечах заряда dI=1% [82]. При этом получается дополнительное ухудшение спектра. Правда, стоит заметить, что получить такое низкое рассогласование токов, как 1%, на такой высокой частоте, как 320 МГц, при таких больших вариациях коэффициента деления, как 50% (при MASH-3), на сегодня весьма сомнительно. Например, в работе [76] при моделировании используются более скромные параметры: частота сравнения – 12 МГц; вариации коэффициента деления – в пределах 10%; рассогласование токов – 2%.
Из рисунка 54 видно подавляющее преимущество вариантов PDS и PDS-DSM над синтезатором типа Fractional-N PLL как по спектральной чистоте, так и по быстродействию (за счёт значительно более широкой полосы пропускания ФАПЧ).