直接數(shù)字合成電路在雷達(dá)信號(hào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)對(duì)信號(hào)的要求越來(lái)越高。雷達(dá)信號(hào)必須具有頻率捷變、波形參數(shù)捷變和自適應(yīng)跳頻的能力。傳統(tǒng)的模擬方法只能產(chǎn)生單一的雷達(dá)信號(hào),而利用直接數(shù)字合成(DDS)是解決這一問(wèn)題的最好途徑。專(zhuān)用DDS電路AD9854可以產(chǎn)生點(diǎn)頻、線性調(diào)頻、FSK、BPSK等各種信號(hào)形式,其幅度和相位一致性好,還有電路控制簡(jiǎn)單、方便靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
2 AD9854 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
AD9854是Analog Devices公司推出的專(zhuān)用DDS電路,主要特點(diǎn)如下:
(1)工作速度高達(dá)300MHz,單電源3.3V供電,最大功耗1.2W(利用節(jié)能方式降低),窄帶雜散83dB,寬帶56dB,寬帶雜散隨著頻率的提高降至48dB。
(2)包含兩個(gè)12位高速、高性能D/A轉(zhuǎn)換器和比較器,還有兩個(gè)48位可編程頻率寄存器、兩個(gè)14位可編程相位寄存器、12位幅度調(diào)制器和可編程的波形開(kāi)關(guān)鍵以及時(shí)鐘可編程。
3 基于AD9854 的原理框圖
一般DDS輸出頻率范圍從直流到40%fC,相對(duì)帶寬很寬,但目前時(shí)鐘頻率fC較低,使DDS直接輸出頻率上限較低,實(shí)際工作頻帶較窄。為了擴(kuò)展帶寬,提高DDS頻率上限,我們常采用倍頻、數(shù)字上變頻、混頻等方法。下面主要介紹用DDS加其他合成技術(shù)產(chǎn)生寬帶雷達(dá)信號(hào)的兩種方案。分別如圖1和圖2所示。
圖1 DDS+倍頻擴(kuò)展頻帶方案的原理框圖
圖2 DDS+PLL 擴(kuò)展頻帶方案的原理框圖
方案1采用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使得該系統(tǒng)具有很快的頻率捷變速度,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,低雜散、低諧波性能容易實(shí)現(xiàn)。方案1的相位噪聲和雜散性能主要受DDS特性的影響,表現(xiàn)在相位截?cái)嗾`差、幅度量化誤差以及DAC非線性引起的誤差。 方案2除了受DDS特性的影響,還受LF、VCO的影響。方案2采用閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),故頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng),由于采用了鎖相倍頻環(huán),具有很高的工作頻率、寬的頻帶及純的頻譜。 由于采用了專(zhuān)用DDS電路,故兩者都具有頻率穩(wěn)定度高、可編程控制等優(yōu)點(diǎn)。
4 AD9854 的軟件編程
AD9854有5種可編程的工作模式,可以在控制寄存器中設(shè)置,分別為:
( 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)兩種工作模式的軟件編程作一詳細(xì)介紹。
4.1 FMChirp 的基本編程步驟
將1個(gè)初始頻率f0寫(xiě)進(jìn)FTW1中(FrequencyTuneWord1,并行寄存器地址04H-09H),FTW1由FTW1=(期望輸出頻率
評(píng)論