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锁相环实现快速锁定的小技巧

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今天是2023年最后一篇文章,来一点干货

做军品通信的朋友都会遇到一个跨不过的技术点——跳频!1000跳上!

跳频目前还是通信业内比较靠谱的抗干扰方式,所以逢军用通信必跳频。

跳频通信就是通信双方握手成功后,按照约定的图案进行频率变换。跳频同步前叫慢跳,用来对暗号;

跳频同步后叫快跳,用来传递信息。    

   

在前面的文章讲过,实现1000跳通信,并不意味着跳频速度就是1ms,通常跳频的时间只能占十分之一,90%的时间要用来做通信。所以如果需要实现1000跳,跳频的锁定时间通常需要小于100us。这里必须强调!

这100us也不是仅仅指物理换频时间!    

很多射频朋友通常会被1000跳给误导,跳出1000跳的圈,后面还有一个圈,100us也包含了送数时间,我们在手册上看到的锁定时间一般都是指从一个平跳到另一个频率的物理切换时间,不包含送数时间。

所以!

100us真正给到射频工程师的锁定时间更少,通常最多也取一半,50us(这个和送数的速率有关)

100us很多锁相环都可以,50us很多锁相环就很临界了,这个时候乒乓切换大 法 就此进入射频工程师的视野!

   

          

乒乓环的常用做法就是通过开关切换两个锁相环,因为开关切换的时间通常都在100ns以内,所以频率锁定的时间就可以很短。

但是SPDT切换从一个锁相环切换到另一个锁相环会有拖尾效应,会把锁定时间拉长

如果从稳定的50欧状态切换过去,拖尾效应会减小很多,上图是两种形式的对比测试结果

所以第一种实现快速锁定的方法是:在乒乓环切换的基础上多加一路稳定的50欧电阻,频率切换从50欧切换过去。

再来说说第二种

我们都知道锁相环锁定的过程就是一个寻找合适频率电压的过程,说白了就是给VCO寻找合适的电压值。

锁相环通常的做法是从高往低找,或者从低往高找。采用的也是先进的逼近大 法。

通常从一个频率跳到另外一个频率射频工程师是知道从什么电压到什么电压的,所以每一个频率对应的配置电压值可以预置,这样就可以缩短寻找频率的时间。

对应的实践办法就是,内置VCO锁相环的每个频率的配置预置。    

外置VCO的DAC配置电压预置。

总结

锁相环的锁定时间每减少一点就给通信留了更多一点的时间,更多的通信时间就意味着更好的灵敏度,所以同志们,我们锁定时间减少一小步,灵敏度提升一大步。



来源:射频通信链
通信
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-07-28
最近编辑:1年前
匹诺曹
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通信的调试方式

调制是通信原理这本书重点讲的内容,调制是信号传输的第一步。那么什么是调制,调制有什么用?有哪些调制方式呢? 上图是《通信原理》这本书里关于调制的方框图,从射频的角度看,像是个混频器。调制的目的就是按调制信号(原始信号,也称为基带信号)的变化规律去改变载波参数的过程,即在发送端将给定基带信号频谱搬移到信道通带上来。 通俗来讲就是将有用信号放到射频上,因为通常我们的有用信号频率比较低,像早期的收音机,它的有用信号就是我们的声音,声音的频率是20~20kHz,声音传不远,必须依靠电磁波也就是射频实现远距离传输。 声音传输(信息传输)的发展就是无线电的发展史。 所以,调制的作用就是将信息传的更远。 调制有哪些方式呢? 调制主要分为模拟调制和数字调制。 1.模拟调制 模拟调制主要有AM,FM和PM AM就是我们常说的包络调制,它的特点是载波跟着调制的波形幅度起伏。 Fs = 8000; % Sampling rate is 8000 samples per second. Fc = 300; % Carrier frequency in Hz t = [0:.1*Fs]'/Fs; % Sampling times for .1 second x = sin(20*pi*t); % Representation of the signal y = ammod(x,Fc,Fs); % Modulate x to produce y. figure; subplot(2,1,1); plot(t,x); % Plot x on top. subplot(2,1,2); plot(t,y)% Plot y below. FM调制 fs = 100; % Sample rate (Hz) ts = 1/fs; % Sample period (s) fd = 25; % Frequency deviation (Hz) t = (0:ts:0.5-ts)'; x = sin(2*pi*4*t); MOD = comm.FMModulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd); y = step(MOD,x); plot(t,[x real(y)]) FM调制是利用载波频率的变换来实现信息的传输的,因为信息的输出靠的是载波的频率变换,所以幅度的失真对传输影响较小,对幅度失真不敏感。 相位调制PM 同样也可让振幅维持恒定,但依照相位改变波形。在时域中,它看起来与 FM 完全一样。有时 FM 和 PM 又称为角度调制,因为在时域中它们看来非常相似。在频域中,PM 看起来像是信号载波加上与调制相符的旁波带。 2.数字调制 数字调制相比模拟调制有很多的优势,信息更加密,相同的带宽能够传输更多的信息等等。 数字调制和模拟调制一样也分为幅度调制,相位调制,频率调制和复合调制。 y = [0:15]; y = de2bi(y); M = 16; symorder = 'gray'; xmap = qammod(y,M,symorder,'InputType','bit','PlotConstellation',true); 从他们信号本身的特点看,数字调制是不连续的,模拟调制是连续的。 但是当我们选择复杂的调制制式以得到最好的噪声抗扰度时,模拟调制将占用更多的信道空间,从而限制了信道上的用户数。选择窄带宽能兼顾信号信息和抗扰度。在一些案例中,为补偿噪声或信道噪声,我们可能需要发送更高的功率。如果设计不好,过大的功率会使放大器进入非线性区,造成输出信号的失真。或者附加的功率造成对其它信道的干扰。调制方案越复杂,就越难实现。 数字IQ调制,信息区分度更高,相同的带宽传输的数据更多,因而应用越来越广泛。 来源:射频通信链

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