TI毫米波芯片普通幀波形配置介紹

TI的毫米波芯片采用的是FMCW（調(diào)頻連續(xù)波），支持普通幀和高級(jí)幀。本文以AWR1843和AWR6843為例，介紹如何進(jìn)行普通幀配置的配置，以及配置的注意事項(xiàng)。

一． 普通幀波形配置

圖1 典型的chirp

表1 chirp時(shí)序參數(shù)

圖2 典型的幀（frame）

TI毫米波芯片的波形配置是以Profile和Chirp配置為基礎(chǔ)的。AWR1843和AWR6843芯片內(nèi)部最多存儲(chǔ)4個(gè)不同的Profile配置和512個(gè)不同的Chirp配置，分別存儲(chǔ)于芯片內(nèi)部的Profile RAM和Chirp RAM。一個(gè)frame（幀）是由多個(gè)chirp組成，而每個(gè)chirp又是基于某個(gè)profile，這就是frame、chirp和profile三者的關(guān)系。

Profile里設(shè)定了一些波形的基本配置，例如起始頻率（start frequency）、掃頻斜率（frequency slope）、采樣率、采樣點(diǎn)數(shù)、idle time、ramp end time等。一個(gè)chirp的時(shí)長(zhǎng)是chirp cycle time=idle time+ramp end time。AWR1843和AWR6843的VCO參數(shù)如下表2。對(duì)于AWR1843，可以選擇VCO1或者VCO2，而對(duì)于AWR6843，只能使用VCO2。VCO1帶寬較窄，但相噪聲（phase noise）指標(biāo)較好。VCO2支持4GHz帶寬，如果需要使用較寬帶寬，需要選擇VCO2。

       表2 Profile配置部分參數(shù)說明

Chirp配置里需要設(shè)置配置哪個(gè)（哪些）chirp配置序號(hào)（chirp  index），選擇使用哪個(gè)profile，并且可以在選擇使用的profile的配置基礎(chǔ)上，對(duì)起始頻率、掃頻斜率、idle time和ADC start time做微調(diào)。如果需要配置chirp配置序號(hào)0的參數(shù)，那CHIRP_START_INDX = CHIRP_END_INDX =0。如果chirp配置序號(hào)0到3的參數(shù)是完全一樣的，那么可以設(shè)置CHIRP_START_INDX = 0，CHIRP_END_INDX =3，一次性配置4個(gè)chirp配置。chirp配置里起始頻率的調(diào)整范圍在單個(gè)profile的起始頻率上增加的范圍是有限制的。如果起始頻率的調(diào)整超過了調(diào)整限制，建議新設(shè)定一個(gè)profile， 后續(xù)的chirp配置可以使用新的profile的新起始頻率進(jìn)行偏移，以實(shí)現(xiàn)chirp的頻率偏移大于限制的情況。本文后面內(nèi)容有舉例說明。

表3 Chirp配置部分參數(shù)說明

Frame配置里要設(shè)置發(fā)射波形使用的chirp配置，以及循環(huán)次數(shù)和幀數(shù)。使用的chirp index必須是之前有配置過的，不然配置會(huì)報(bào)錯(cuò)。注意幀數(shù)設(shè)置為0表示一直發(fā)波。

表4 Frame配置部分參數(shù)說明

下面舉例說明如何在AWR1843上配置一個(gè)frame波形。假設(shè)配置4個(gè)不同的chirp配置，每個(gè)chirp配置的起始頻率增加200MHz，按照chirp 0~chipr 3的配置循環(huán)發(fā)波，一個(gè)frame里共128個(gè)chirp，一直發(fā)波。波形配置和波形示意圖如下。

表5 示例波形配置

圖3示例波形示意圖

二． 配置波形注意事項(xiàng)

1. ADC start time + 采樣時(shí)間（采樣點(diǎn)數(shù)/采樣率）< ramp end time

2. (Idle time + ramp end time)*每幀chirp數(shù) < 幀時(shí)長(zhǎng)（frame period）每幀chirp數(shù) = (framecfg.end chirp index - framecfg.start chirp index +1 )* framecfg.no_of_loop

3. Duty cycle=發(fā)波時(shí)間/幀時(shí)長(zhǎng)

4. 掃頻斜率*ramp end time < 芯片支持的最大帶寬

有效帶寬：掃頻斜率* 采樣時(shí)間

mmwave studio里有一個(gè)Ramp Timing Caculator工具，可以根據(jù)用戶設(shè)定，給出建議的idle time和adc start time。如果使用的帶寬超出芯片支持的范圍，也會(huì)給出提示。

圖4 mmWave Studio Ramp Timing Caculator工具界面