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跳频时间 | 2022-02-14 09:48:39Z | 2022-01-10 03:35:59Z |
==以下内容仅针对自带VCO的PLL,外置VCO的产品有些许不同==
参考文献
详细设计见应用手册 snaa336a 手册对提升跳频时间的原理方法和步骤进行了详细探讨。
原理
跳频时间的主要分三部分:
见应用手册snaa23
- SPI通信时间
- VCO校准时间
- PLL锁定时间
缩短通信时间
虽然通信时间是跳频时间的一部分,但是在时域测量跳频速度时却不易察觉(需要SEN同步触发),因为频率的变化主要在通信完成后才开始进行。
缩短通信时间有以下方法:
- 提升SPI速率,效果最明细、最直接
- 仔细选取SPI的数据位数,不浪费数据位
第一条很简单明白,但是PLL器件和控制器MCU/CPLD支持的最高速率始终都是有限的,同时采用最高速率时要特别注意时序,一般延时要降5倍。
第二条主要针对两种情况:
- 值没有发生变化的寄存器可不用重新写入就不用重新写入;
- 寄存器不等长的时候需要优化SPI单次的数据位数,一般MCU/CPLD都可支持8位、16位等配置
缩短校准时间
内置VCO型PLL,其VCO有两个特点:1.是宽带VCO,辅助可编程分频器;2.VCO采用分段式,即多核,每核有多电容阵列,频差较大时必然需要进行切换
根据第2点,自动校准的过程就是采用内部算法选择对应的分段,手动校准则是直接切换到目标分段,故能够极大缩短校准时间
缩短锁定时间
PLL锁定时间是直接受限于硬件的。根据锁相环理论,宽的环路带宽能够带来快的锁定速度。同一VCO分段内,频差越小锁定越快。
缩短VCO校准时间能够在可预测跳频频率的情况下得到最大化收益。
With a shorter VCO calibration time, the total VCO frequency switching time will be smaller and therefore it is suitable for use in frequency hopping or sweeping system.
如在按频率列表进行扫频时,可用查表的方式预先获取寄存器配置,直接控制频率跳转,但要注意内存占用情况。
措施
LMX系列具有以下几种辅助VCO校准的措施:
半手动指定初始值,再有算法去搜寻最终电容档位和DAC档位,而全手动直接指定两者。 指定以上两者后,VCO再进行最终锁定。
全手动
因为每个频率的寄存器配置具有唯一性和可重复性,则可通过直接写入相关寄存器的方式缩短校准时间,即 全手动配置(Full Assist)模式,此模式需要先自动锁定到目标频率再回读寄存器配置,故不适合随机盲跳。
To get these values for a particular VCO frequency, the user must run an automatic calibration in advance. The user sets an automatic calibration for this frequency, then reads back these values.
半手动
全盲跳可使用半手动(Partial Assist)模式,此模式也是较为常用模式。
HMC & LMX
HMC835手册未直接说明电容阵列和VCO核数量,数据取自寄存器位宽。
Device | Capacitor Switch | VCO core | MHz/cap | Notes |
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HMC835 | max. 2^5=32 | max. 2^3=8 | 2.05/7/32=9 | data from Reg 15h Manual VCO Config Register |
LMX2594 | 256 | 7 | 7.5/7/256=4 |
两者目测具有相同数量的VCO核心,但LMX单核心的电容阵列更多,故归一化可调带宽更窄,理论上锁定速度更快。