利用美国国半公司提供的PLL环路滤波器设计软件Loopfilt可方便地计算出滤波器的参数,如图4所示。
在实际电路中,环路滤波器的参数选定为:
2 跳频频率合成器的性能估算
在分析跳频频率合成器的性能时,尤其对于快速跳频系统来说,频率分辨率和换频性能是其中两个很重要的指标。
在该方案中,跳频频率合成器是由DDS激励PLL组成的。因DDS的系统时钟为96 MHz,则AD9850的输出频率fDDS=96 MHz/232△0.022 35 Hz。锁相环PLL的输出频率为:
式中:Ntotal为环路总的分频比。设计中要使最后的输出频率fo在410~468 MHz内跳变,频道间隔为25 kHz。由相关参考文献中的公式可算得:R=400 Ω,Ntotal=16 400,即B=2 050,A=0,则编程使fDDS在10~11.414 346 MHz内变化,那么fo将在410~468 MHz内跳变,其频率分辨率(单位Hz)为:
该跳频频率合成器总的跳频转换时间也应该是这两部分跳频转换时间之和。DDS的换频时间很短,对AD9850来说,是ns级的,几乎可以忽略不计。所以整个跳频频率合成器的跳频转换时间主要由PLL的跳频转换时间决定。
在工程上,PLL的跳频转换时间可以用PLL环路的最大快捕时间TLmax做估算:
设计中,ωn=15 000×2π;工程上ξ=0.707,则TLmax△75μs。所以,频率建立时间TPLL=75μs,跳频周期可为750μs,跳频速率最高可达1 333跳/s,满足系统设计的1 000跳/s的要求。
3 结语
跳频频率合成器是跳频收发系统设计的核心,也是技术实现的一个难点。设计中把DDS和PLL的优点有机地结合起来实现了高速跳频,摒弃了用直接数字频率合成DDS输出频率不能太高或用锁相环PLL合成频率锁定时间较长的缺点,满足了系统设计的要求。