使用AD9852实现的10~12.2MHz跳频源

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:AD9852是美国AD公司研制的一款性能优异的DDS芯片,可广泛应用于军事和民用等各个领域。文中给出了一种以AD9852为核心的短波通信跳频源的设计方案。 关键词:DDS;跳频源;滤波器;单片机; AD9852 DDS是一种直接对参考时钟进行抽样、数字化,然后用数字计算技术产生频率的频率合成方法。它的工作原理是在采样频率一定的条件下,通过控制两次连续采样之间的相位增量(不得大于π)来改变所得的离散序列的频率,然后经保持和滤波,唯一地恢复出该频率的模拟信号。DDS的工作原理框图如图1所示。 AD9852是AD公司的DDS芯片可广泛用于军事通信、雷达等各个领域。文中用AD9852实现的跳频源可在外部拨码开关的控制下对输出频率进行调整,以完全达到预期的设计指标。 1 AD9852简介 AD9852的功能框图由图2所示。由图可见,AD9852内部包括一个具有48位相位累加器的NCO、一个可编程时钟倍频器、一个反SINC滤波器、两个12位300MHz DAC、一个高速模拟比较器以及接口逻辑电路。其主要特点如下: ●带有300MHz内部时钟; ●可输出FSK、BPSK、PSK、CHIRP、AM等信号; ●带有两个12位D/A转换器; ●100MHz时具有80dB SFDR的动态性能; ●内含4x到20x可编程参考时钟倍频器; ●带有两个48位可编程频率寄存器和两个14位可编程相位偏移寄存器; ●具有12位调幅及可编程整形功能; ●带有单引脚FSK和BPSK数据接口。 ●有10MHz的2线或3线SPI兼容串口接口和100MHz 8位并行接口。 图2 AD9852采用小型80引脚LQFP封装,3.3V单电源供电,使用十分方便。但由于该器件功耗较大(普通工作模式下约为1.5W),因此应用时应特别注意散热,避免芯片由于过热而损坏。 2 跳频源主要指标及设计方案 跳频源的主要指标如下: ●输出频率:10~12.2MHz; ●步进:100kHz; ●跳频时间:小于1ms; ●输出功率:10dBm; ●谐波抑制:60dBc; ●相位噪声:-130dBc/Hz @10KHz; ●宽频带无杂散动态范围(SFDR):50dBc。 根据上述指标要求,笔者采用AT89C51单片机来控制AD9852以实现该跳频源。参考信号由40MHz的恒温石英晶体振荡器(OCXO)产生。为了抑制杂散,方案中在AD9852的DAC输出端加上截止频率为16MHz的低通滤波器。AD9852的输出信号功率大约为-8dBm,而这显然不能满足要求,因此笔者选用了mini公司的一款优秀的放大模块ERA-3来对信号进行放大(约20dB)。同时在输出端加上低通滤波器来抑制放大模块所产生的谐波。 图3 3 基于AD9852的跳频源设计 3.1 AD9852控制电路 图3所示是AD9852的控制电路。对AD9852的控制可采用AT89C51单片机的并行通信方式。将cosine DAC(48脚)作为AD9852的输出端,拨码开关用于控制单片机的P2.0~P2.5,从而实现对输出频率调谐字的控制,进而控制输出频率。 3.2 低通滤波器的设计与制作 要实现各项指标,应在电路中使用两个截止频率为16MHz的7阶切比雪夫滤波器其电路图如图4所示。在滤波器的设计过程中,如何准确实现高Q值的电感,直接影响着滤波器的最终性能。由图4可知,滤波器中的电感量约为700nH,可采用AWG#26漆包线绕在磁导率为20的镍锌磁环上,然后与一个已准确得知容值的电容(如100pF左右)相并联,接着在矢量网络分析仪上测出它的并联谐振点,从而推算出所绕电感的大小。接下来仔细调节谐振点就可以确定所需的电感量。采用这种方法确定的电感准确度高,实现方便。图5为用ADS仿真的滤波器传输特性曲线(S21),其中电感Q值设定为50。实际做出的滤波器性能与仿真结果基本一致。 3.3 软件部分 设计该跳频源软件时,首先应对单片机中一些特殊端口进行初始化设定: UPD EQU P1.7 WRB EQU P1.6 SPS EQU P2.7 RES EQU P2.6 在完成对单片机本身以及AD9852的初始化过程之后,单片机就可开始对端口2进行读数,以确定所需输出信号的频率。由于AD9852的频率字为48比特(6个字节),因此实际地址应该是P2口后6位读出的数的6倍。 READPORT:MOV A,P2; ANL A,#3FH; MOV R1,A: ADD A,R1: ADD A,R1: ADD A,R1: ADD A,R1: ADD A,R1: 然后将相应位置的频率字写到AD9852的频率字寄存器。 ERSI:MOV R1 ,#06H ;每个频点需要送48位数 MOV R3 ,#44H ;FTW1的最高位地址为04H START:MOV R2,A; MOV DPTR,#TAB2 ;将TAB2表首地址送DPTR FREQ: MOV P1,R3; MOVC A,@A+DPTR ;将ACC对应地址中的数送入ACC MOV P3,A; CLR WRB; SETB WRB; SETB UPD; CLR UPD; INC R3 ;地址加1 INC R2; MOV A,R2; DJNZ R1,FREQ; NOP; RETURNS:AJMP READPORT ;开始新一轮读数 最后是程序的结尾部分,主要是AD9852初始化以及频率字的内容。 TAB1:DB 20H,00H,40H;对AD9852进行初始化 TAB2:DB 40H,00H,00H,00H,00H,00H;频率字1 DB 40H,0A3H,0D7H,0AH,3DH,70H;频率字2 DB 41H,47H,0AEH,14H,7AH,0E1H;频率字3 ………… END 4 结束语 以AD9852为核心设计的短波通信跳频源,可通过外部拨码开关来对输出频率进行有效控制,最后得到输出功率为10.5~11dBm、谐波抑制优于65dBc、杂散优于60dBc的正弦波。由于AD9852的功耗较大,因此,设计时应对芯片采取有效的散热措施,否则容易使芯片过热而损坏,这一点应该引起设计者充分地重视。

关键字:使用  实现

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/sjzh/200703/353.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
使用
实现

小广播

独家专题更多

迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
​TE工程师帮助将不可能变成可能,通过技术突破,使世界更加清洁、安全和美好。
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
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