มีวิธีการซอฟต์แวร์มากมายที่ใช้ในการคาดการณ์ประสิทธิภาพของสัญญาณรบกวนเฟสสำหรับเครื่องสังเคราะห์ความถี่ PLL แต่การใช้กราฟิกวิธีนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกและความเข้าใจที่แท้จริงเกี่ยวกับปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดสัญญาณรบกวน

เนื่องจากสัญญาณรบกวนเฟสเป็นพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่สำคัญสำหรับเครื่องสังเคราะห์ความถี่ จึงมีความสำคัญที่จะต้องกำหนดโครงสร้างเริ่มต้นสำหรับเครื่องสังเคราะห์โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพของสัญญาณรบกวนเฟสด้วย

การวิเคราะห์แบบกราฟิกจะเน้นย้ำถึงพื้นที่หลักที่มีส่วนสนับสนุน ซึ่งทำให้สามารถจัดการพื้นที่เหล่านั้นได้ ไม่ว่าจะด้วยการเปลี่ยนแปลงพื้นที่นั้นของวงจรหรือใช้โครงสร้างวงจรเครื่องสังเคราะห์ความถี่ที่แตกต่างกัน

สัญญาณรบกวนเฟสในเครื่องสังเคราะห์เสียง PLL

สัญญาณรบกวนเฟสเกิดขึ้นที่จุดต่างๆ รอบลูปสังเคราะห์ และส่งผลต่อเอาต์พุตในรูปแบบที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่สัญญาณถูกปล่อยออกมา ตัวอย่างเช่น สัญญาณรบกวนที่สร้างโดย VCO มีผลต่างจากสัญญาณรบกวนที่สร้างโดยตัวตรวจจับเฟส สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนของแต่ละบล็อกวงจรในลูปต้องได้รับการพิจารณาเมื่อออกแบบการสังเคราะห์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนที่ดีที่สุด

นอกเหนือจากการทำให้แน่ใจว่าเสียงรบกวนจากแต่ละส่วนของวงจรลดลงให้น้อยที่สุดแล้ว ตัวกรองลูปยังมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของวงจรมากที่สุดอีกด้วย เนื่องจากตัวกรองลูปจะกำหนดความถี่ตัดที่เสียงรบกวนจากส่วนต่างๆ ของวงจรจะเริ่มส่งผลต่อเอาต์พุต

เพื่อให้เข้าใจเรื่องนี้ดีขึ้น ลองยกตัวอย่างสัญญาณรบกวนจาก VCO สัญญาณรบกวนจากออสซิลเลเตอร์จะถูกแบ่งโดยวงจรแบ่งสัญญาณและปรากฏที่ตัวแยกเฟส ในกรณีนี้ สัญญาณรบกวนจะปรากฏเป็นสัญญาณเฟสเล็กๆ ในสัญญาณและปรากฏที่เอาต์พุตของตัวแยกเฟส เมื่อวงจรกรองลูปทำงาน จะมีเพียงความถี่ที่ต่ำกว่าจุดตัดเท่านั้นที่ขั้วควบคุมของ VCO เพื่อแก้ไขหรือกำจัดสัญญาณรบกวน จากนี้จะเห็นได้ว่าสัญญาณรบกวน VCO ภายในแบนด์วิดท์ลูปถูกลดทอนลง แต่สัญญาณรบกวนภายนอกแบนด์วิดท์ลูปยังคงเหมือนเดิม

สถานการณ์ของสัญญาณรบกวนที่เกิดจากสัญญาณอ้างอิงจะแตกต่างกันเล็กน้อย สัญญาณนี้จะเข้าสู่ตัวตรวจจับเฟสและผ่านตัวกรองลูปอีกครั้ง โดยที่ส่วนประกอบที่ต่ำกว่าความถี่ตัดจะได้รับอนุญาตให้ผ่านและปรากฏบนขั้วควบคุมของ VCO ในกรณีนี้ ส่วนประกอบเหล่านี้จะเพิ่มสัญญาณรบกวนให้กับสัญญาณเอาต์พุต ดังนั้น จะเห็นได้ว่าสัญญาณรบกวนจากสัญญาณอ้างอิงจะถูกเพิ่มเข้าไปในสัญญาณเอาต์พุตภายในแบนด์วิดท์ลูป แต่จะถูกลดทอนลงนอกช่วงที่กำหนด

อาร์กิวเมนต์ที่คล้ายกันนี้สามารถนำไปใช้กับบล็อกวงจรอื่นๆ ทั้งหมดในลูปได้ อันที่จริง บล็อกอื่นๆ ที่มักมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญคือตัวตรวจจับเฟส และสัญญาณรบกวนของบล็อกนั้นก็ส่งผลกระทบต่อลูปในลักษณะเดียวกับสัญญาณรบกวนจากแหล่งกำเนิดอ้างอิง นอกจากนี้ หากใช้เครื่องสังเคราะห์เสียงแบบหลายลูป อาร์กิวเมนต์เดียวกันนี้ก็สามารถนำมาใช้ซ้ำได้

การคูณของสัญญาณรบกวนเฟสในเครื่องสังเคราะห์เสียง

เนื่องจากสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นที่จุดต่างๆ รอบลูป จึงจำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าสัญญาณรบกวนนี้ส่งผลต่อเอาต์พุตอย่างไร ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเชื่อมโยงผลกระทบทั้งหมดนี้กับ VCO นอกจากองค์ประกอบต่างๆ ในลูปที่ส่งผลต่อสัญญาณรบกวนที่เอาต์พุตในลักษณะต่างๆ แล้ว ผลของการเพิ่มทวีคูณในลูปก็ส่งผลกระทบในระดับหนึ่งเช่นกัน

ผลกระทบจากการคูณมีความสำคัญ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าระดับสัญญาณรบกวนเฟสจากบางพื้นที่เพิ่มขึ้นตามปัจจัยการคูณ (เช่น อัตราส่วนระหว่างความถี่เอาต์พุตสุดท้ายกับความถี่เปรียบเทียบเฟส) อันที่จริง ระดับสัญญาณรบกวนเฟสเพิ่มขึ้นเป็น 20 log10 N โดยที่ N คือปัจจัยการคูณ VCO ไม่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยนี้ แต่สัญญาณรบกวนใดๆ จากตัวตรวจจับเฟสและตัวอ้างอิงจะถูกลดทอนลงด้วยปริมาณนี้ แม้แต่สัญญาณอ้างอิงที่ดีมากก็สามารถเป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนหลักได้หากปัจจัยการคูณมีค่าสูง ตัวอย่างเช่น ลูปที่ตั้งค่าตัวหารไว้ที่ 200 จะทำให้สัญญาณรบกวนจากตัวตรวจจับเฟสและตัวอ้างอิงคูณ 46 เดซิเบล

จากข้อมูลนี้ สามารถสร้างภาพรวมประสิทธิภาพของเครื่องสังเคราะห์เสียงได้ โดยทั่วไปจะมีลักษณะใกล้เคียงกับภาพร่างในรูปที่ 6 จะเห็นได้ว่าสัญญาณรบกวนภายในแบนด์วิดท์ลูปส่วนใหญ่เกิดจากส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวตรวจจับเฟสและตัวอ้างอิง ในขณะที่ภายนอกลูป VCO จะก่อให้เกิดสัญญาณรบกวน โดยทั่วไปจะมีจุดนูนเล็กน้อยที่จุดที่ตัวกรองลูปถูกตัดออก และค่าเกนลูปจะลดลงเหลือ 1

การคาดการณ์ประสิทธิภาพของลูปช่วยให้เราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานหรือพิจารณาประเด็นต่างๆ ที่ต้องพิจารณาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องสังเคราะห์เสียงทั้งหมดก่อนที่จะสร้างลูปได้ เพื่อวิเคราะห์ลูปในเชิงลึกยิ่งขึ้น จำเป็นต้องพิจารณาบล็อกวงจรแต่ละบล็อกทีละบล็อก

สัญญาณรบกวนเฟสออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนของออสซิลเลเตอร์มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนของเครื่องสังเคราะห์เสียงแบบนอกวงจรขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องโดยสิ้นเชิง นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยังอาจส่งผลต่อการตัดสินใจเกี่ยวกับส่วนอื่นๆ ของวงจรอีกด้วย

เส้นแสดงสัญญาณรบกวนทั่วไปของ VCO จะแบนราบเมื่อมีค่าออฟเซ็ตความถี่สูงจากคลื่นพาหะ เส้นแสดงสัญญาณรบกวนนี้ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ เช่น ตัวเลขสัญญาณรบกวนของอุปกรณ์ที่ทำงานอยู่ ประสิทธิภาพของออสซิลเลเตอร์ในบริเวณการทำงานนี้สามารถปรับให้เหมาะสมได้โดยการตรวจสอบให้แน่ใจว่าวงจรทำงานภายใต้สภาวะประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนที่เหมาะสมที่สุด อีกวิธีหนึ่งคือการเพิ่มระดับพลังงานของวงจรเพื่อปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน

เมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น สัญญาณรบกวนจะเพิ่มขึ้น โดยเริ่มต้นที่อัตรา 20 เดซิเบลต่อทศวรรษ จุดที่สัญญาณรบกวนเริ่มต้นขึ้นนี้ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยค่า Q ของวงจรออสซิลเลเตอร์ วงจรที่มีค่า Q สูงจะช่วยให้ประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนดี น่าเสียดายที่ VCO มีค่า Q ต่ำโดยธรรมชาติเนื่องจากค่า Q ของวาแรคเตอร์ปรับจูนที่ใช้กันทั่วไป ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มค่า Q แต่โดยทั่วไปแล้วจะทำให้พื้นที่ครอบคลุมของออสซิลเลเตอร์ลดลง

เมื่อเราเข้าใกล้คลื่นพาหะมากขึ้น ระดับสัญญาณรบกวนจะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นในอัตรา 30 เดซิเบลต่อทศวรรษ ซึ่งเกิดจากการกระพริบหรือสัญญาณรบกวน 1/f ซึ่งสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มค่าป้อนกลับความถี่ต่ำในวงจรออสซิลเลเตอร์ ในวงจรไบโพลาร์มาตรฐาน ตัวต้านทานขนาดเล็กที่ไม่ควรมองข้ามในวงจรส่งสัญญาณสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมีนัยสำคัญ

เพื่อประเมินประสิทธิภาพของลูปทั้งหมด จำเป็นต้องประเมินประสิทธิภาพของออสซิลเลเตอร์หลังจากที่ออกแบบและปรับแต่งเรียบร้อยแล้ว แม้ว่าจะมีหลายวิธี แต่วิธีที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือการวางออสซิลเลเตอร์ไว้ในลูปแบนด์วิดท์แคบ แล้ววัดประสิทธิภาพโดยใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม ซึ่งทำได้ค่อนข้างง่ายโดยการรักษาเสถียรภาพของออสซิลเลเตอร์ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์จะถูกต้องเฉพาะภายนอกแบนด์วิดท์ของลูปเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ลูปทดสอบอาจมีแบนด์วิดท์แคบกว่าลูปที่ออกแบบไว้มาก ระดับสัญญาณรบกวนในบริเวณที่สนใจจะไม่เปลี่ยนแปลง

สัญญาณรบกวนเฟสอ้างอิง

ประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนของสัญญาณอ้างอิงเป็นไปตามโครงร่างเดียวกันกับของ VCO แต่ประสิทธิภาพจะดีกว่าอย่างเห็นได้ชัด เหตุผลก็คือค่า Q ของคริสตัลนั้นสูงกว่าวงจรปรับแต่งใน VCO หลายเท่า

โดยทั่วไปแล้ว ค่า -110 dBc/Hz ที่ความถี่ 10 Hz สามารถทำได้จากคลื่นพาหะ และ 140 dBc/Hz ที่ความถี่ 1 kHz จากเตาหลอมคริสตัล ค่าเหล่านี้เพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ หากต้องการระดับสัญญาณรบกวนอ้างอิงที่ต่ำกว่า ก็สามารถทำได้ แต่มีค่าใช้จ่ายสูง ในกรณีที่ต้องการตัวคูณขนาดใหญ่ สัญญาณรบกวนอ้างอิงต่ำอาจเป็นทางเลือกเดียว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูง ควรหลีกเลี่ยงหากทำได้ แผนภูมิสัญญาณรบกวนเฟสทั่วไปมักมีให้พร้อมกับเตาหลอมคริสตัล ซึ่งให้แนวทางที่ดีเกี่ยวกับระดับสัญญาณรบกวนเฟสที่เกิดจากสัญญาณรบกวนอ้างอิง

สัญญาณรบกวนเฟสของตัวแบ่งความถี่ของเครื่องสังเคราะห์

สัญญาณรบกวนแบบแยกส่วนมีอยู่ในแบนด์วิดท์ของลูป โชคดีที่สัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในตัวแยกส่วนมักจะค่อนข้างต่ำ หากวิเคราะห์ จะพบว่าสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นที่จุดต่างๆ ในตัวแยกส่วน โดยแต่ละจุดจะมีตัวคูณที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่เกิดสัญญาณรบกวนในตัวแยกส่วน และอัตราส่วนการแยกส่วนที่ใช้จากจุดนั้น

โซ่แบบแยกส่วนใหญ่ใช้ตัวแยกหลายตัว และหากต้องการการวิเคราะห์โดยประมาณ อาจสะดวกกว่าหากพิจารณาเฉพาะอุปกรณ์ตัวสุดท้ายในโซ่ เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้จะก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนมากที่สุด อย่างไรก็ตาม สัญญาณรบกวนมักวัดได้ยากและจะถูกตรวจจับร่วมกับสัญญาณรบกวนที่เกิดจากตัวตรวจจับเฟส

สัญญาณรบกวนจากเครื่องตรวจจับเฟสสังเคราะห์

เช่นเดียวกับสัญญาณอ้างอิง ประสิทธิภาพของตัวตรวจจับเฟสมีความสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนในแบนด์วิดท์ลูป ตัวตรวจจับเฟสมีหลายประเภท มีสองประเภทหลักๆ คือ อนาล็อกและดิจิทัล

มิกเซอร์ใช้เพื่อตรวจจับเฟสแบบอะนาล็อก หากต้องการอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนเอาต์พุตที่ดีที่สุด จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับสัญญาณอินพุตสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ภายในขีดจำกัดการทำงานของมิกเซอร์ โดยทั่วไป สัญญาณอินพุตสามารถจำกัดไว้ที่ประมาณ -10 dBm และอินพุตของออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่ +10 dBm ในบางกรณี มิกเซอร์ระดับสูงขึ้นสามารถใช้กับระดับออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่ +17 dBm หรือสูงกว่าได้ ควรเลือกมิกเซอร์ที่มีอัตราส่วนอุณหภูมิสัญญาณรบกวนต่ำ (NTR) ด้วย เนื่องจากเอาต์พุตเป็นแบบ DC Coupling จึงจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานโหลดเอาต์พุตต่ำเพื่อป้องกันการเกิดไบอัสย้อนกลับ ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพของมิกเซอร์และลดสัญญาณรบกวนลง

สามารถคำนวณประสิทธิภาพเชิงทฤษฎีของสัญญาณรบกวนของมิกเซอร์ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม มิกเซอร์แบบอะนาล็อกสามารถสร้างระดับสัญญาณรบกวนได้ประมาณ -153 dBc/Hz

มีเครื่องตรวจจับเฟสดิจิทัลหลายประเภทที่สามารถนำมาใช้ได้ ในทางทฤษฎีแล้ว เครื่องตรวจจับเหล่านี้น่าจะมีประสิทธิภาพในการรบกวนสัญญาณรบกวนที่ดีกว่าเครื่องตรวจจับแบบอนาล็อก ในกรณีที่ดีที่สุด เครื่องตรวจจับแบบเกต OR แบบธรรมดาจะให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าเครื่องตรวจจับแบบอนาล็อกประมาณ 10 เดซิเบล และเครื่องตรวจจับแบบ edge-triggered (เช่น dual-D หรือรุ่นที่คล้ายกัน) จะให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าเครื่องตรวจจับแบบอนาล็อกประมาณ 5 เดซิเบล

ตัวเลขเหล่านี้เป็นค่าที่เหมาะสมที่สุดทางทฤษฎี และควรพิจารณาเป็นแนวทาง แม้ว่าจะเพียงพอที่จะประเมินสัญญาณรบกวนเริ่มต้นก็ตาม ในทางปฏิบัติ ปัจจัยอื่นๆ อาจทำให้ตัวเลขเหล่านี้แตกต่างกันได้ ปัจจัยหลายประการ เช่น สัญญาณรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟ ผังวงจร ฯลฯ สามารถลดประสิทธิภาพจากค่าที่เหมาะสมได้ หากต้องการการวัดที่แม่นยำมาก ผลลัพธ์จากการใช้งานวงจรก่อนหน้าหรือจากวงจรทดสอบพิเศษอาจให้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ

เอฟเฟกต์ฟิลเตอร์แบบวนซ้ำต่อสัญญาณรบกวนเฟส

มีพารามิเตอร์ต่างๆ ภายในตัวกรองลูปที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของสัญญาณรบกวนในลูป จุดพักของตัวกรองและค่าเกนของลูปที่กำหนดโดยตัวกรองจะควบคุมโปรไฟล์สัญญาณรบกวน

ในแง่ของสัญญาณรบกวนแบบลูป แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนหลักอาจเกิดขึ้นได้หากใช้ออปแอมป์ ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้ตัวกรองแบบสัญญาณรบกวนต่ำ มิฉะนั้นตัวกรองจะส่งผลต่อโปรไฟล์สัญญาณรบกวนเฟสของลูปอย่างมีนัยสำคัญ สัญญาณรบกวนนี้มักถูกมองว่ารวมกับสัญญาณรบกวนจากตัวแยกเฟส ทำให้ประสิทธิภาพของตัวแยกเฟสลดลงจากค่าที่คาดหวังไว้

แผนภูมิประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนเฟสผสม

การวิเคราะห์องค์ประกอบสัญญาณรบกวนจากแต่ละองค์ประกอบในลูปช่วยให้เราเห็นภาพประสิทธิภาพโดยรวมของลูปได้ แม้ว่าจะสามารถทำได้ทางคณิตศาสตร์ แต่การใช้กราฟิกแบบง่ายๆ จะช่วยให้ประเมินประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็วและเน้นย้ำถึงปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดสัญญาณรบกวน วิธีนี้ช่วยให้สามารถออกแบบใหม่ได้ก่อนการสร้างแบบ ซึ่งทำให้สามารถเลือกตัวเลือกที่ดีที่สุดได้บนกระดานวาดภาพ แน่นอนว่าอาจต้องมีการปรับปรุงประสิทธิภาพหลังจากการสร้าง แต่วิธีนี้ช่วยให้การออกแบบใกล้เคียงกับแบบเดิมมากที่สุด

ขั้นแรก ต้องได้ค่าการตอบสนองของลูป ซึ่งขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงค่าเกนรอบลูปและค่าการตอบสนองของฟิลเตอร์ลูป เพื่อให้เสถียร ค่าเกนลูปต้องลดลงในอัตรา 20 เดซิเบลต่อทศวรรษ (6 เดซิเบลต่ออ็อกเทฟ) ณ จุดที่มีค่าเกนหนึ่ง หากเป็นไปตามเกณฑ์นี้ สามารถใช้ฟิลเตอร์ได้หลายประเภท บ่อยครั้งจะเป็นประโยชน์หากค่าการตอบสนองของลูปลดลงในอัตราที่สูงกว่านี้ภายในแบนด์วิดท์ของลูป วิธีนี้ช่วยลดสัญญาณรบกวน VCO ได้มากขึ้น นอกแบนด์วิดท์ของลูป อัตราการสลายตัวที่มากขึ้นสามารถช่วยยับยั้งแถบข้างอ้างอิงที่ไม่ต้องการได้มากขึ้น จากความรู้เกี่ยวกับฟิลเตอร์ลูปที่เลือก เราสามารถคำนวณจุดพัก และด้วยความรู้เกี่ยวกับค่าเกนลูป เราสามารถพล็อตค่าการตอบสนองของลูปโดยรวมได้

เมื่อทราบผลตอบรับแล้ว สามารถเพิ่มองค์ประกอบจากบล็อกแต่ละบล็อกในลูปได้ เนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้จะได้รับผลกระทบจากลูปและสามารถเห็นได้ในเอาต์พุต

พิจารณา VCO ก่อน นอกแบนด์วิดท์ลูป ลักษณะสัญญาณรบกวนจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม เมื่อเคลื่อนที่ภายในจุดนี้ การทำงานของลูปจะลดสัญญาณรบกวนลง โดยเริ่มแรกในอัตรา 20 เดซิเบลต่อทศวรรษ จากนั้นในอัตรา 40 เดซิเบลต่อทศวรรษ ผลกระทบโดยรวมของสิ่งนี้คือการปรับเปลี่ยนการตอบสนองลักษณะเฉพาะดังแสดงในรูปที่ 10 จะเห็นได้ว่านอกแบนด์วิดท์ลูป โปรไฟล์สัญญาณรบกวนจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ยิ่งไกลออกไป สัญญาณรบกวนจะแบนราบ แต่ยิ่งลึกเข้าไปใน VCO สัญญาณรบกวนจะเพิ่มขึ้นในอัตรา 20 เดซิเบลต่อทศวรรษ ภายในแบนด์วิดท์ลูป สัญญาณรบกวน VCO จะลดทอนลงก่อนในอัตรา 20 เดซิเบลต่อทศวรรษ ในกรณีนี้จะทำให้เกิดโปรไฟล์สัญญาณรบกวนที่แบนราบ จากนั้น เมื่อค่าเกนลูปเพิ่มขึ้นที่จุดตัดของตัวกรอง เป็น 40 เดซิเบลต่อทศวรรษ โปรไฟล์สัญญาณรบกวน VCO จะลดเหลือ -20 เดซิเบลต่อทศวรรษ อย่างไรก็ตาม ในระดับที่ลึกลงไป สัญญาณรบกวน VCO อิสระจะเพิ่มขึ้น -30 เดซิเบลต่อทศวรรษ การทำงานของลูปช่วยลดเสียงรบกวนโดยรวมลง -10 dB ต่อทศวรรษ

สามารถคำนวณผลกระทบของปัจจัยสำคัญอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องได้ สามารถรับค่าตอบสนองอ้างอิงได้อย่างง่ายดายจากข้อมูลของผู้ผลิต เมื่อได้ค่าตอบสนองอ้างอิงแล้ว จะต้องบวกผลของตัวคูณลูปเข้าไป เมื่อคำนวณแล้ว ก็สามารถบวกผลของลูปเข้าไปได้ ภายในลูปไม่มีผลต่อลักษณะสัญญาณรบกวน อย่างไรก็ตาม นอกความถี่นี้ สัญญาณรบกวนอ้างอิงจะลดลง โดยลดลง 20 เดซิเบลต่อทศวรรษ และลดลง 40 เดซิเบลต่อทศวรรษหลังจากจุดตัดของตัวกรอง

ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อสัญญาณรบกวนแบบลูปคือตัวตรวจจับเฟส ผลกระทบนี้ได้รับการจัดการในลักษณะเดียวกับการอ้างอิง โดยเพิ่มผลของการคูณลูปเข้าไปแล้วจึงลดทอนลงนอกแบนด์วิดท์ของลูป

เมื่อสร้างเส้นโค้งแต่ละเส้นแล้ว สามารถนำมารวมกันเป็นกราฟเดียวเพื่อดูภาพรวมประสิทธิภาพของเครื่องสังเคราะห์เสียงได้อย่างสมบูรณ์ สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือต้องใช้ผลรวม RMS ของส่วนประกอบต่างๆ เนื่องจากแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนไม่มีความสัมพันธ์กัน

เมื่อขั้นตอนนี้เสร็จสมบูรณ์แล้ว สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้โดยการเปลี่ยนแปลงปัจจัยต่างๆ เช่น แบนด์วิดท์ลูป ตัวคูณ และอาจรวมถึงโทโพโลยีลูป เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดและมั่นใจได้ว่าเป็นไปตามข้อกำหนดที่ต้องการ ในกรณีส่วนใหญ่ แบนด์วิดท์ลูปจะถูกเลือกเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนผ่านที่ราบรื่นระหว่างปัจจัยสัญญาณรบกวนภายในและภายนอกลูป ซึ่งมักจะสอดคล้องกับสถานการณ์สัญญาณรบกวนโดยรวมที่ต่ำที่สุด

แม้ว่าแนวทางนี้อาจดู "พื้นฐาน" เล็กน้อยในสภาพแวดล้อมทางวิศวกรรมที่ใช้คอมพิวเตอร์อย่างมากในปัจจุบัน แต่ก็มีข้อดีคือสามารถวางแผนประสิทธิภาพที่คาดการณ์ไว้ได้อย่างง่ายดายด้วยภาพ ช่วยให้ระบุพื้นที่ที่มีปัญหาได้อย่างรวดเร็ว และปรับประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนของเครื่องสังเคราะห์เสียงทั้งหมดให้เหมาะสมก่อนที่จะอนุมัติการออกแบบขั้นสุดท้าย