可編程模擬雷達(dá)信號(hào)源的設(shè)計(jì)

摘要：設(shè)計(jì)了一種可通過軟件靈活控制的模擬雷達(dá)信號(hào)源，采用Silicon公司C8051F340微處理器芯片，控制直接數(shù)字頻率合成芯片AD9858輸出模擬雷達(dá)信號(hào)。文中說明了電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)方法，并對(duì)信號(hào)源的性能進(jìn)行了可行性驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞：雷達(dá)信號(hào)；直接數(shù)字頻率合成；AD9858；C8051F340

在數(shù)字波形產(chǎn)生技術(shù)中，由于直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)，已在軍事和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，通過基于DDS的各種波形產(chǎn)生技術(shù)，再結(jié)合控制程序，就可實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)波形的產(chǎn)生。

1 總體設(shè)計(jì)框圖
由于DDS芯片AD9858的工作頻率可達(dá)1 GHz，可輸出450 MHz的信號(hào)，因此選擇它來產(chǎn)生雷達(dá)信號(hào)。而要實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的快速轉(zhuǎn)換與脈沖的占空比控制，就需要采用速度較快的控制芯片，因單片機(jī)C8051F340最高運(yùn)行速度可達(dá)到48 MHz，又采用流水線工作方式，執(zhí)行一條指令只需20 ns，速度可以滿足需求。DDS芯片要輸出信號(hào)，必需要2倍于輸出信號(hào)的參考信號(hào)，這里選用了美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的LMX2531芯片，它集成了PLL、VCO和超低噪聲和高精度的LDO，輸入40MHz的震蕩信號(hào)，通過單片機(jī)設(shè)置其內(nèi)部的寄存器，便可輸出穩(wěn)定的1 GHz信號(hào)作為AD9858的參考信號(hào)。

2 信號(hào)源硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 控制電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)控制芯片采用Silicon公司的C805117340微控制器。它具有高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的微控制器內(nèi)核(可達(dá)48 MI·s-1)，精確校準(zhǔn)的12 MHz內(nèi)部振蕩器和4倍時(shí)鐘乘法器，通用串行總線(USB)功能控制器，有8個(gè)靈活的端點(diǎn)管道，集成收發(fā)器和1 kB FIFO RAM，64 kB的片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器，硬件實(shí)現(xiàn)的SMBus／I2C、增強(qiáng)型UART和增強(qiáng)型SPI串行接口4個(gè)通用的16位定時(shí)器，具有5個(gè)捕捉／比較模塊和看門狗定時(shí)器功能的可編程計(jì)數(shù)器／定時(shí)器陣列(PCA)片內(nèi)上電復(fù)位、VDD監(jiān)視器和時(shí)鐘丟失檢測(cè)器多達(dá)40個(gè)端口I／O。采用它可以對(duì)AD9858芯片及LMX2531相應(yīng)的設(shè)置。
具體的設(shè)計(jì)與引腳連接如圖2所示。P0.0～P0.4分別接LMX2531的DATA，CLK，LE，CE。P1.2～P1.7接AD9858的控制引腳，P2.0～P3.5接DDS的8位數(shù)據(jù)線和6位地址線。