环路滤波器虚焊导致失锁

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环路滤波器虚焊导致失锁

 

锁相环(PLL)是常用的用于产生时钟和模拟信号的器件,锁相环顾名思义要锁住相位(锁住频率和相位是一个道理的,角频率是相位的倒数哦),但是如果电路设计或者焊接不当导致失锁,信号源就不能正确产生时钟信号或者正弦波信号。

FMCW雷达扫频失锁

FMCW雷达信号典型的扫频模式是锯齿波和三角波,如图1所示:
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图1[1]: FMCW 锯齿扫频

但是如果扫频信号不稳定就表示其处于失锁状态,即便已经呈现出三角或者锯齿仍然可以从波形上看出端倪,如图2所示:

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图2:失锁的三角扫频

尽管图2已经呈现了三角扫频信号,但是可以清晰看出其扫频信号在示波器上看非常粗,可见其稳定度非常差,这表示锁相环失锁了。

失锁的原因

失锁的原因主要是程序控制的问题,或者是环路滤波器的问题,这里是环路滤波器的的焊接问题,由于环路滤波器处有虚焊,导致了环路滤波器器的特性变差,导致了锁相环的失锁,而由此产生的FMCW频谱也有不“干净”,如图3所示:

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图3:失锁的FMCW频谱
 

修复后,还原了正常的FMCW频谱应该是矩形频谱,参见图4,FMCW频谱的具体内容参见文章《FMCW频谱》https://blog.csdn.net/mzldxf/article/details/100938254。

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图4:正确的FMCW频谱

设计完成的FMCW信号源

修复了所有Bug,一款帅气的FMCW信号源就出炉了,如图5所示,而且可以订制哦,12GHz以内均可以哦,技术指标参见引用链接~

图5:FMCW信号源外观

作者:潇洒的电磁波(专业:射频芯片设计、雷达系统、嵌入式。欢迎大家项目合作交流。)
微信:GuoFengDianZi

 

引用:
[1]: Using a complex-baseband architecture in FMCW radar systems, TI, Karthik Ramasubramanian
[2]: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111debqGLitL&ft=t&id=632650470813