跳頻技術(shù) (Frequency-Hopping Spread Spectrum; FHSS)在同步、且同時(shí)的情況下，收發(fā)兩端以特定型式的窄頻載波來(lái)傳送訊號(hào)，對(duì)于一個(gè)非特定的接收器，F(xiàn)HSS所產(chǎn)生的跳動(dòng)訊號(hào)對(duì)它而言，也只算是脈沖噪聲。FHSS所展開的訊號(hào)可依特別設(shè)計(jì)來(lái)規(guī)避噪聲或One-to-Many的非重復(fù)的頻道，并且這些跳頻訊號(hào)必須遵守FCC的要求，使用75個(gè)以上的跳頻訊號(hào)、且跳頻至下一個(gè)頻率的最大時(shí)間間隔(Dwell Time)為400ms。

跳頻即每個(gè)載波的使用頻點(diǎn)隨著幀的改變而按照某種跳頻序列在預(yù)先設(shè)定的一組頻點(diǎn)中進(jìn)行跳變。這組頻點(diǎn)稱為跳頻頻率組(HFS)，載波跳變順序由跳頻序列號(hào)(HSN)控制。跳頻分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種：基帶跳頻收發(fā)信機(jī)數(shù)與跳頻頻點(diǎn)數(shù)量一致;射頻跳頻可以使用多于收發(fā)信機(jī)數(shù)的頻點(diǎn)進(jìn)行跳頻，但需采用寬帶的頻率合成器。總的說(shuō)來(lái)，跳頻可以起到頻率分集和干擾分集的作用，有效地改善無(wú)線鏈路的傳輸質(zhì)量并降低干擾 [1]。

跳頻是最常用的擴(kuò)頻方式之一，其工作原理是指收發(fā)雙方傳輸信號(hào)的載波頻率按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化的通信方式，也就是說(shuō)，通信中使用的載波頻率受偽隨機(jī)變化碼的控制而隨機(jī)跳變。從通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)說(shuō)，“跳頻”是一種用碼序列進(jìn)行多頻頻移鍵控的通信方式，也是一種碼控載頻跳變的通信系統(tǒng)。從時(shí)域上來(lái)看，跳頻信號(hào)是一個(gè)多頻率的頻移鍵控信號(hào);從頻域上來(lái)看，跳頻信號(hào)的頻譜是一個(gè)在很寬頻帶上以不等間隔隨機(jī)跳變的。其中：跳頻控制器為核心部件，包括跳頻圖案產(chǎn)生、同步、自適應(yīng)控制等功能;頻合器在跳頻控制器的控制下合成所需頻率;數(shù)據(jù)終端包含對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制。與定頻通信相比，跳頻通信比較隱蔽也難以被截獲。只要對(duì)方不清楚載頻跳變的規(guī)律，就很難截獲我方的通信內(nèi)容。

跳頻通訊原理同時(shí)，跳頻通信也具有良好的抗干擾能力，即使有部分頻點(diǎn)被干擾，仍能在其他未被干擾的頻點(diǎn)上進(jìn)行正常的通信。由于跳頻通信系統(tǒng)是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng)，它易于與其他的窄帶通信系統(tǒng)兼容，也就是說(shuō)，跳頻電臺(tái)可以與常規(guī)的窄帶電臺(tái)互通，有利于設(shè)備的更新。脈沖跳頻模式 (PSM) 是一種廣泛用于提高輕負(fù)載效率的方法。我們將以具有 PSM 模式的 TPS65290 器件為例介紹如何選擇輸出濾波電容器。圖 1 和圖 2 分別顯示了 TPS65290 在 PSM 模式下的簡(jiǎn)化方框圖和輸出波形。

如圖 1 所示，在 PSM 模式下，只有 SKIP_COMPARATOR 參與了反饋環(huán)路。如果輸出電壓下降到最低值(圖 2 中的 Vout_pwm)，降壓轉(zhuǎn)換器就會(huì)開啟并將輸出電容器充電至最高值(圖 2 中的 Vout_pwm+Vhys)。一旦輸出電壓達(dá)到最高值，轉(zhuǎn)換器便開始進(jìn)入睡眠狀態(tài)，直到輕負(fù)載放電使輸出電壓再次降至最低值為止。

由于放電期間轉(zhuǎn)換器處于睡眠狀態(tài)，輕負(fù)載效率在 PSM 模式下相對(duì)于在普通脈寬調(diào)制 (PWM) 模式下運(yùn)行可能會(huì)有所提高。如果放電過(guò)程變長(zhǎng)(也就是說(shuō)負(fù)載更輕)，那么 PSM 相對(duì)于 PWM 的效率優(yōu)勢(shì)就會(huì)變得更加明顯。

圖1.TPS65290在PSM 模式下的簡(jiǎn)化方框圖

圖2.DC-DC 轉(zhuǎn)換器在 PSM 模式下的簡(jiǎn)化輸出波形

然而，PSM 模式也會(huì)偏離理想波形，而且輸出電容器選擇不當(dāng)還會(huì)降低效率。

我有一個(gè)客戶就遇到過(guò)系統(tǒng)板效率低于預(yù)期效果的這種問(wèn)題?？蛻粝Ｍ麑?shí)現(xiàn)出色的穩(wěn)定性，因此要限制陶瓷電容器的最大電容。為達(dá)到想要的穩(wěn)定性，客戶使用鉭電容器來(lái)補(bǔ)償剩余的電容。這樣，他們?cè)谙到y(tǒng)板上添加了一個(gè)具有高等效串聯(lián)電阻 (ESR) 的大電容鉭電容器，并將其與低 ESR 小電容陶瓷電容器并聯(lián)(如圖 3 所示)。

圖3. PSM 模式下輸出電容器選擇不當(dāng)

如果鉭電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陶瓷電容，PSM 的輸出波形將會(huì)變成圖 4 所示的情況。

圖4. 采用圖 3 中輸出電容選擇方案所獲得的輸出波形

紅線和藍(lán)線分別代表輸出電壓和鉭電容器的純電容電壓。鉭電容器的 ESR 和電容都比較大，這就意味著其響應(yīng)速度要比陶瓷電容器慢。因此在充電階段，通過(guò)快速給陶瓷電容器充電使輸出電壓達(dá)到最大值，但這個(gè)階段鉭電容器的純電容電壓尚未達(dá)到最大值。

如果 DC-DC 轉(zhuǎn)換器開始進(jìn)入睡眠狀態(tài)，則存儲(chǔ)在陶瓷電容器中的電荷就會(huì)轉(zhuǎn)移到鉭電容器及負(fù)載上。因此，從陶瓷電容器向鉭電容器的這種電荷轉(zhuǎn)移會(huì)使輸出電壓快速下降，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致放電時(shí)間變短。隨著放電時(shí)間縮短，PSM 模式的效率優(yōu)勢(shì)也會(huì)隨之降低。為了在 PSM 模式下實(shí)現(xiàn)預(yù)期的高效率，高 ESR 電容器的電容應(yīng)明顯小于低 ESR 陶瓷電容器的電容。

開關(guān)電源的開關(guān)頻率是指電源在開啟和關(guān)斷之間的轉(zhuǎn)換頻率，是評(píng)估開關(guān)電源性能和可靠性的重要參數(shù)之一。開關(guān)頻率可以控制輸出電流的大小，提高穩(wěn)定性。此外，開關(guān)頻率高還可以降低損耗，提高開關(guān)電源的效率。但是開關(guān)頻率不是越高越好，開關(guān)頻率越高，電磁干擾和噪聲也會(huì)隨之增加，因此需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和需求選擇合適的開關(guān)頻率。開關(guān)頻率測(cè)試是通過(guò)測(cè)量開關(guān)電源的開關(guān)時(shí)間和間隔時(shí)間來(lái)計(jì)算頻率，一般來(lái)說(shuō)計(jì)算公式是：開關(guān)頻率=開關(guān)周期數(shù)/單位時(shí)間其中，開關(guān)周期數(shù)是指開關(guān)電源在單位時(shí)間內(nèi)的開關(guān)次數(shù)。

1. 相位差法

該方法是通過(guò)測(cè)量信號(hào)相位差來(lái)檢測(cè)開關(guān)電源的開關(guān)頻率：

A. 輸入開關(guān)信號(hào)到示波器，調(diào)整示波器為X-Y模式;

B. 調(diào)整示波器的觸發(fā)電平和觸發(fā)模式，讓開關(guān)信號(hào)顯示為一條斜線;

C. 開通電源開始測(cè)試，觀察斜線，測(cè)量開關(guān)時(shí)間和間隔時(shí)間。

2. 脈沖計(jì)數(shù)法

A. 輸入開關(guān)信號(hào)到脈沖計(jì)數(shù)器;

B. 開始測(cè)試，讀取并記錄一定時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù);

C. 根據(jù)脈沖數(shù)和測(cè)試時(shí)間得到開關(guān)電源的開關(guān)頻率。

3. 振蕩器法

A. 輸入開關(guān)信號(hào)到振蕩器，將振蕩器頻率與開關(guān)頻率調(diào)至一樣;

B. 輸入振蕩器的輸出信號(hào)到頻率計(jì)數(shù)器;

C. 開始測(cè)量，觀察并記錄一定時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值;

D. 根據(jù)計(jì)數(shù)值和測(cè)試時(shí)間得出開關(guān)電源的開關(guān)頻率。

即使是具有固定開關(guān)頻率的開關(guān)電源，也并非總是顯示連續(xù)的脈沖。在某些情況下，由于各種原因，脈沖會(huì)被忽略。在考慮輸出紋波電壓和EMI效應(yīng)時(shí)，這一點(diǎn)非常重要。

用于電壓轉(zhuǎn)換的開關(guān)穩(wěn)壓器通常采用可調(diào)的或固定的開關(guān)頻率。這個(gè)值通常在開關(guān)穩(wěn)壓器IC數(shù)據(jù)手冊(cè)的第一頁(yè)列出。對(duì)于電源電路來(lái)說(shuō)，開關(guān)頻率的選擇是很重要的，因?yàn)樗鼤?huì)影響到外部無(wú)源器件的尺寸和成本。此外，開關(guān)頻率還會(huì)影響可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效率。對(duì)于整個(gè)電路(不僅是功率轉(zhuǎn)換器，還包括系統(tǒng)中的其他電路部分)，開關(guān)頻率的選擇也非常重要。ADI通常在整個(gè)系統(tǒng)受干擾最小的頻率范圍內(nèi)選擇開關(guān)頻率。受印刷電路板的寄生效應(yīng)影響，電源的開關(guān)頻率通常通過(guò)電容和電感耦合方式與電路的許多部分耦合。

按照信號(hào)分類，雷達(dá)通常有兩種基本類型：連續(xù)波(CW)雷達(dá)和脈沖雷達(dá)。連續(xù)波雷達(dá)多為小型的簡(jiǎn)易雷達(dá)。在應(yīng)用中有單載頻連續(xù)被和調(diào)制連續(xù)波兩大類。單載頻連續(xù)被雷達(dá)只能測(cè)速不能測(cè)距，廣泛用于各種測(cè)速系統(tǒng)，比如交警的測(cè)速雷達(dá)。調(diào)制連續(xù)波有偽碼連續(xù)波和調(diào)頻連續(xù)被兩種，可以測(cè)速也可以測(cè)距，由于收發(fā)隔離度的限制，常見于低功率的雷達(dá)應(yīng)用，比如艦船的導(dǎo)航雷達(dá)。脈沖雷達(dá)是雷達(dá)的一種。能夠輻射較短的高頻脈沖，然后天線轉(zhuǎn)接到接收機(jī)接收信號(hào)，因此發(fā)射和接收信號(hào)在時(shí)間上是分開的。脈沖雷達(dá)用于測(cè)距，尤其適于同時(shí)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)的距離。