直接数字合成电路在雷达信号设计中的应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
[b] 1 引 言 [/b] 随着科学技术的发展,雷达对信号的要求越来越高。雷达信号必须具有频率捷变、波形参数捷变和自适应跳频的能力。传统的模拟方法只能产生单一的雷达信号,而利用直接数字合成(DDS)是解决这一问题的最好途径。专用DDS电路AD9854可以产生点频、线性调频、FSK、BPSK等各种信号形式,其幅度和相位一致性好,还有电路控制简单、方便灵活、可靠性高等优点。 [b] 2 AD9854 的结构特点 [/b]AD9854是Analog Devices公司推出的专用DDS电路,主要特点如下: (1)工作速度高达300MHz,单电源3.3V供电,最大功耗1.2W(利用节能方式降低),窄带杂散83dB,宽带56dB,宽带杂散随着频率的提高降至48dB。 (2)包含两个12位高速、高性能D/A转换器和比较器,还有两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键以及时钟可编程。 3 基于AD9854 的原理框图 一般DDS输出频率范围从直流到40%fC,相对带宽很宽,但目前时钟频率fC较低,使DDS直接输出频率上限较低,实际工作频带较窄。为了扩展带宽,提高DDS频率上限,我们常采用倍频、数字上变频、混频等方法。下面主要介绍用DDS加其他合成技术产生宽带雷达信号的两种方案。分别如图1和图2所示。 图1 DDS+倍频扩展频带方案的原理框图 图2 DDS+PLL 扩展频带方案的原理框图 方案1采用开环系统结构,使得该系统具有很快的频率捷变速度,结构简单,低杂散、低谐波性能容易实现。方案1的相位噪声和杂散性能主要受DDS特性的影响,表现在相位截断误差、幅度量化误差以及DAC非线性引起的误差。 方案2除了受DDS特性的影响,还受LF、VCO的影响。方案2采用闭环系统结构,故频率转换时间较长,由于采用了锁相倍频环,具有很高的工作频率、宽的频带及纯的频谱。 由于采用了专用DDS电路,故两者都具有频率稳定度高、可编程控制等优点。 4 AD9854 的软件编程 AD9854有5种可编程的工作模式,可以在控制寄存器中设置,分别为: ( 1) Single- Tone ( Mode 000) ; ( 2) Unramped FSK ( Mode 001) ; ( 3) Ramp FSK ( Mode 010) ; ( 4) Chirp ( Mode 011) ; ( 5) BPSK ( Mode 100) 。 下面就(4)、(5)两种工作模式的软件编程作一详细介绍。 4.1 FMChirp 的基本编程步骤 将1个初始频率f0写进FTW1中(FrequencyTuneWord1,并行寄存器地址04H-09H),FTW1由FTW1=(期望输出频率%26;#215;2) /系统时钟确定,其中N为相位累加器分辨率。 Frequency Word,并行寄存器地址10H-15H)。 Rate Clock,并行寄存器地址1AH-1CH)。 当编程完成后,触发引脚20上的I/O更新脉冲。 例程1:(DSP 采用Analog Devices公司的AD21065L) * ** * 长 脉冲 纯 线 性调 频 * ** * * chirp_100: M0=0x04 ; f0=16MHz R8=0x14 DM( M0,I0) =R8 M0=0x1E ; SYSTEM CLK=40M%26;#215; 5= DM( M0,I0) =R8 M0=0x05 R8=0x80 DM( M0,I0) =R8 M0=0x1F ; 工 作 模 式 =011 R8=0x86 DM( M0,I0) =R8 M0=0x1C ; RAMP CLK=0.1μ s R8=0x13; DM( M0,I0) =R8 M0=0x11 ; Delta Frequency=8kHz R8=0x01 DM( M0,I0) =R8 M0=0x12 R8=0xDC; DM( M0,I0) =R8 M0=0x13 R8=0xE0 ; 200MHzR8=0x45DM( M0,I0) =R8M0=0x1F ; acc2 置 1R8=0xc6DM( M0,I0) =R8BIT SET ASTAT ASTAT_FLG2; 产 生 一个 UPDATE CLKNOP BIT CLR ASTAT ASTAT_FLG2 Chirp_100_end BIT SET MODE1 IRPTEN RTI NOP NOP [b]4.2 BPSK 的基本编程步骤 [/b]将载频f0写进FrequencyTuningWord1。 Adjust Register 1和2中。 连接BPSK数据源到引脚29。 当编程完成后,触发引脚20上的I/O更新脉冲。 例程2:(DSP采用AnalogDevices公司的AD21065L) *****二相码子程序***** bpsk_100: M0=0x04 ;F0=20MHz R8=0x19 DM( M0,I0) =R8 M0=0x05 R8=0x80 DM( M0,I0) =R8 M0=0x1E ;SYSTEM CLK=40M%26;#215; 5= :200MHzR8=0x45DM( M0,I0) =R8M0=0x1F ;工 作 模 式 =100 R8=0x08 DM( M0,I0) =R8 M0=0x1F ;acc2 置 1R8=0xc6 DM( M0,I0) =R8 M0=0x00 ;初 相 为 90%26;#176;R8=0x10 DM( M0,I0) =R8 M0=0x02 ;初 相 为 270%26;#176;R8=0x30 DM( M0,I0) =R8 BIT SET ASTAT ASTAT_FLG2 ;产 生 一 个 UPDATE CLKNOP BIT CLR ASTAT ASTAT_FLG2 bpsk_100_end: BIT SET MODE1 IRPTEN RTI NOP NOP 5 结 论 由于采用全数字结构,DDS具有极高的频率分辨率(达Hz、mHz)、极短的频率转换时间(可达ns量级)、输出频率相对带宽很宽、具有任意波形输出能力和程控灵活等特点,是传统的模拟信号产生技术无可比拟的。但DDS是1种新技术,目前输出频率还不高,它的全数字结构,又带来了杂散电平和谐波电平高的缺陷。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/embed/200703/10057.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部

小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 安防电子 医疗电子 工业控制

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved