定時(shí)決定一切：如何使用部分 PLL 創(chuàng)建調(diào)制波形

我們可能都見到過需要隨時(shí)間變化掃描頻率的情況。如果您遇到這樣的問題，可以考慮雷達(dá)等應(yīng)用，在這類應(yīng)用中發(fā)送的信號(hào)不僅可由目標(biāo)反射回來，而且還能夠與接收到的信號(hào)進(jìn)行比較，如下圖 1 所示。觀察頻率 (Df) 差異，我們可確定信號(hào)返回所需的時(shí)間 (Dt)。知道該時(shí)間后，我們就可以算出與目標(biāo)的距離。如果讓線路的斜率更陡，那么系統(tǒng)對(duì)噪聲的敏感度就會(huì)降低，但這樣做的代價(jià)是縮小了覆蓋范圍。

圖 1：頻率線性調(diào)頻波形

對(duì)于雷達(dá)應(yīng)用而言，重點(diǎn)是要讓圖 1 中產(chǎn)生的波形具有極高的線性度與恒定斜率，以避免頻率計(jì)算錯(cuò)誤。在允許較高非線性度的應(yīng)用中，可使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 來調(diào)節(jié)電壓控制振蕩器 (VCO) 的控制電壓，以生成所需的波形。該開環(huán)方案的一個(gè)難點(diǎn)是波形的斜率會(huì)受到部件間變化、溫度、VCO 頻率漂移以及 VCO 頻率提供推頻的影響。

對(duì)于需要更好線性度的應(yīng)用，可選用鎖相環(huán) (PLL)(例如 LMX2492)方案通過在反饋分頻器中添加部分調(diào)制功能來創(chuàng)建波形。下圖 2 是實(shí)際測量結(jié)果，其著重解決從 9850 至 9400MHz 的 45us 頻率線性調(diào)頻挑戰(zhàn)。頻率突變會(huì)導(dǎo)致過沖與周跳，但通過將器件編程至 9800MHz 并保持 5us，然后繼續(xù)斜坡變化，可減少該問題。通過使用圖 2 所示的這種雙斜坡方案，可提高性能。

圖 2：所測量的 LMX2492 頻率線性調(diào)頻

除了使用額外頻率斜坡改善波形線性度以外，它們還可用來創(chuàng)建更復(fù)雜的波形。例如下圖 3 所示，雙斜坡方法可用來計(jì)算移動(dòng)目標(biāo)的多普勒轉(zhuǎn)換。

圖 3：雙斜坡方案

我例舉的這些實(shí)例都非?；荆墒褂酶嗟木€性段創(chuàng)建更復(fù)雜的波形，或者引入更多斜坡。