基于PLL技術(shù)的頻率綜合器應(yīng)用極其廣泛，無(wú)論是通信還是雷達(dá)系統(tǒng)中，PLL頻綜都是必不可少的。因?yàn)镻LL頻綜具有非常高的頻率穩(wěn)定度，相噪性能非常優(yōu)異，這些都是保證通信和雷達(dá)系統(tǒng)性能的重要因素。PLL是一個(gè)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，圖5給出了簡(jiǎn)要架構(gòu)示意圖，從閉環(huán)傳輸特性看，PLL具有一定的環(huán)路帶 寬，這主要取決于環(huán)路上的低通濾波器——Loop filter。環(huán)路帶寬不僅決定了輸出信號(hào)的相噪性能，而且也決定了PLL鎖定的速度。相噪性能和鎖定速度是PLL頻綜開發(fā)工程師必須要折中考慮的兩個(gè)參數(shù)，因此在調(diào)試階段也是必測(cè)的兩個(gè)參數(shù)。

圖5. PLL頻率綜合器架構(gòu)示意圖

對(duì)于鎖定時(shí)間的測(cè)試，傳統(tǒng)測(cè)試方法是直接將PLL輸出的射頻信號(hào)饋入頻譜儀，然后在zero span模式下設(shè)置觸發(fā)觀測(cè)射頻信號(hào)的包絡(luò)。但是這種方式有兩個(gè)缺點(diǎn)：

① 以觸發(fā)位置為時(shí)間參考點(diǎn)，而PLL在觸發(fā)時(shí)刻之前已經(jīng)開始工作，無(wú)法準(zhǔn)確標(biāo)定鎖定時(shí)間；

② 由于這種方法是從包絡(luò)上判定是否鎖定完成，測(cè)試誤差會(huì)很大。因?yàn)樾盘?hào)的包絡(luò)與頻譜儀設(shè)置的RBW關(guān)系很大，存在這樣的情況——即使頻率沒有完全鎖定，但是信號(hào)依然可以完全通過(guò)RBW filter，從而得到正常的包絡(luò)信號(hào)。此時(shí)，標(biāo)定的鎖定時(shí)間會(huì)偏小，而不能正確反映PLL的性能。

使用Spectrum View的瞬態(tài)分析功能可以輕而易舉地解決這個(gè)問題，測(cè)試連接如圖6所示，待測(cè)PLL電路除了將射頻輸出連接至示波器之外，同時(shí)提供一路同步觸發(fā)信號(hào)，以此作為時(shí)間基準(zhǔn)。在瞬態(tài)分析模式下，調(diào)出Frequency_vs_Time波形，當(dāng)頻率鎖定后，接近一條直線，觀測(cè)在哪個(gè)時(shí)刻頻率鎖定成功 (比如，定義頻率誤差在標(biāo)稱頻率的±5%以內(nèi)即認(rèn)為鎖定成功)，從而準(zhǔn)確測(cè)試鎖定時(shí)間。

圖6. PLL頻率鎖定時(shí)間測(cè)試連接示意圖

圖7. PLL頻率鎖定時(shí)間實(shí)測(cè)結(jié)果

(3) 射頻開關(guān)切換時(shí)間測(cè)試

作為射頻電路中常用的器件，開關(guān)通常用于多個(gè)射頻鏈路之間的切換，從而實(shí)現(xiàn)分時(shí)工作。比如智能手機(jī)基本都支持多種無(wú)線通信制式，各種制式之間的切換就是通過(guò)射頻前端的開關(guān)實(shí)現(xiàn)的。這類射頻開關(guān)為單刀多擲開關(guān)，通常除了關(guān)注開關(guān)的插損、隔離度、駐波比等參數(shù)外，還要關(guān)注開關(guān)的切換時(shí)間，以保證各個(gè)鏈路之間嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系。

如何測(cè)試開關(guān)的切換時(shí)間呢？圖8給出了測(cè)試連接示意圖，示波器是整個(gè)測(cè)試的核心設(shè)備，此外還需要一臺(tái)信號(hào)源，用于給開關(guān)提供射頻激勵(lì)信號(hào)。測(cè)試過(guò)程中，信號(hào)源提供CW信號(hào)饋入開關(guān)，控制電路在控制開關(guān)切換的同時(shí)，也給示波器提供一路觸發(fā)信號(hào)作為時(shí)間參考。為了準(zhǔn)確測(cè)試切換時(shí)間，需要得到開關(guān)輸出的射頻信號(hào)的包絡(luò)，在示波器側(cè)通過(guò)比較外觸發(fā)信號(hào)與包絡(luò)信號(hào)之間的延遲，便可以確定切換時(shí)間。

示波器通常借助于外部的包絡(luò)檢波器測(cè)試信號(hào)包絡(luò)，但是這會(huì)引入額外的時(shí)延，從而影響測(cè)試精度。相比之下，Spectrum View可以直接顯示射頻信號(hào)包絡(luò) (Magnitude_vs_Time)，測(cè)試更準(zhǔn)確、應(yīng)用更方便。

圖8. 射頻開關(guān)切換時(shí)間測(cè)試連接示意圖

(4) 脈沖調(diào)制器上升時(shí)間測(cè)試

脈沖調(diào)制器是脈沖體制雷達(dá)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，可經(jīng)外部控制產(chǎn)生具有快速上升/下降沿及高開關(guān)比的射頻脈沖信號(hào)。脈沖調(diào)制器往往采用單刀單擲射頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)，其決定了能夠產(chǎn)生的射頻脈沖的上升/下降時(shí)間及開關(guān)比。實(shí)際應(yīng)用中，往往希望能夠產(chǎn)生邊沿盡量快的射頻脈沖，這樣才能夠生成更窄的脈沖，提高距離分辨率。

值得一提的是，雖然射頻開關(guān)可以當(dāng)做脈沖調(diào)制器，但是其上升時(shí)間并不是前面介紹的切換時(shí)間。開關(guān)的切換時(shí)間受限于其控制電路的響應(yīng)時(shí)間，而上升時(shí)間則取決于開關(guān)支持的帶寬。