鉴相器频率对产生信号的调频线性度的影响

2012-10-29 15:43:02来源: 互联网 关键字:鉴相器  频率  信号  调频线性度

本文介绍了一种通过快速改变锁相环分频器分频比,来产生线性调频信号的频率综合器,并对影响其扫描线性度的因素进行了分析。此方法拥有频率精度高、易于调试以及线性度好等特点,适于用作车载雷达信号源。本文首先甩ADS软件对系统进行仿真,基于仿真结果,分析了鉴相器频率对产生信号调频线性度的影响。

  1 频率综合器的设计

  锁相环电路由参考频率源、鉴相器、环路滤波器和压控振荡器(VCO)4个模块组成。如图1所示,如果锁相环电路用作为频率综合器,还需要加入程序分频器。其输出频率fout=Nfr,其中,fr为鉴相器频率;N为分频器分频比。

  

 

  因此,通过改变分频比N可以控制输出频率。编写程序周期性、线性且快速地改变N的值,便可以得到调频连续波信号。在ADS中建立仿真模型,如图2所示。

  

 

  在对模型的仿真中,当N的跳变间隔△t较长时,会得到一条近似阶梯状的扫频曲线;随着△t逐渐减小,产生的调频连续波信号的扫频曲线也逐渐变得更加光滑,最终接近于直线,这时就能得到一个线性扫频信号;但随着△t的进一步降低,调频曲线的线性度会恶化,如图3所示。

  

鉴相器频率对调频连续波线性度的影响#e#2 鉴相器频率对调频连续波线性度的影响

  我国车载雷达普遍使用频段为24 GHz,所设计锁相环频率综合源的扫频范围为23.875~24.125 GHz,扫频带宽为250 MHz,取适当的跳变间隔△t=2μs,环路带宽为250 kHz。由于对于鉴相频率分别为1 MHz,5 MHz以及10 MHz的情况进行了仿真。仿真结果如图4~图6所示。

  

 

  

 

  从仿真结果中的对比看出,调频信号的精度较高,同时随着鉴相器频率的升高,频率从起振到锁定时间在减少,频率极值点处的峰值过冲逐渐变小。

  在FMCW雷达中,调频线性度定义为

  

 

  式中,fcmax为扫频过程中的实际频率值与理想值间的最大频差;B为扫频带宽。由于在应用中只关心调频锁定后的线性度,而且从图中可以看出,频率锁定后,fcmax出现在极值点附近,所以只计算从150~350μs这段区间内的调频线性度。鉴相器频率分别为1 MHz、5 MHz和10 MHz时的调频线性度如表1所示。

  

 

  表1中可以看出,随着鉴相频率的升高,调频线性度也在不断被优化。

  3 结束语

  本文介绍了一种通过快速改变锁相环分频比N的方法产生线性调频信号的频率综合器。并用ADS软件对模型进行了仿真和分析。

  仿真结果表明,通过快速改变锁相环分频器的分频比,能够得到精度与线性度都较好的线性调频频信号。当选取适当的分频比N的跳变间隔时,随着鉴相器频率的升高,频率极值点处的峰值过冲逐渐变小,调频线性度也得到了优化。

关键字:鉴相器  频率  信号  调频线性度

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1029/article_17244.html
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