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DDS器件AD9858及其在雷达信号源中的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了美国模拟器件公司的高性能直接数字频率合成器(DDS)AD9859的主要性能,给出了其内部功能模块及工作波形图,同时给出了AD9858在雷达信号源设计中的应用方法。

    关键词:DDS;相位调整;频率字控制;四相码编码调制

1 引言

近年来,随着雷达技术的迅速发展,人们对雷达信号的要求也越来越高。高精度、高扫描率、高抗干扰性、低截获率成为人们追求的目标。满足这种需求除了靠产生复杂的雷达波形外,还需要在雷达系统中应用高性能的器件。而高性能DDS技术、DSP技术及大规模可编程逻辑器件技术、电子计算机的应用为此类问题的解决提供了一种新的途径。AD9858就是一款高性能的DDS器件,可方便快速地产生线性调频、单频脉冲及编码调制信号。 

图1 AD9858的系统结构图

2 器件简介

ADI公司推出的AD9858器件是具有1GSPS千兆次取样/秒速率的直接数字合成器DDS、10位D/A转换器、快速频率跳跃和精细调谐分辨率功能的单片解决方案。AD9858比先前的解决方案速度快三倍功耗却未增加,因而适合用在无线设备、军事以及航空雷达的设计当中。和其它的高速DDS产品不同,AD9858内部集成了DAC、相位/频率检测器和电荷泵,能满足设计者的低相位噪音、低虚假能量、快速频率转换和宽带宽线性扫描的要求。AD9858的主要性能指标如下:

●具有1千兆次/秒的采样速率;

●具高达2GHz的输入时钟(可以2分频);

●集成有10位D/A转换器;

●内含32位可编程频率寄存器

●带有8位并行及SPI串行控制接口;

●自动频率扫描功能;(范文先生网www.fwsir.com收集整理)

●内带4套频率寄存器;

●采用3.3V低电源供电;

●采用100脚EPAD-TQFP封装;

●集成有2GHz的混频器。

AD9858芯片的主要引脚包括数据线D7~D0、地址线ADDR5~ADDR0、参考时钟输入引脚(REFCLK)、DAC输出(IOUT)、寄存器组选择信号(PS0、PS1)、频率更新引脚(FUD)、系统同步时钟(sysclk)及复位信号(RESET)等。

AD9858 芯片的系统结构如图1所示,它共分三大块:DDS核、模拟混频器和数字锁相环。DDS核可在数字域产生能够表示正弦曲线的数字值。通过设置不同的工作模式,DDS核可通过幅相转换器将这些正弦曲线值转换为频率、相位或调制成携带信息的信号;数字锁相环则由一个数字相频检测器(PHD)驱动一个具有高速锁存逻辑电路的电荷泵所组成。它与DDS核联合使用可扩大频率合成的范围。模拟混频器采用差动输入其输入级内部采用直流偏差,外部采用交流匹配方式连接,输出为中频信号。模拟混频器主要用于通信基站的设计。

芯片的内部可用资源包括4套频率转换字(32位)、一个相位偏移字(14位)寄存器和一个控制字寄存器、一个步进频率转换字寄存器和一个16位步进频率斜率字寄存器。

AD9858的突出特点是:当其中一套寄存器处于工作状态时,允许用户改变另外三套寄存器的值。

AD9858的操作模式有单边带、频率扫描及全睡眠模式三种。常用模式为单边带和频率扫描模式。

3 AD9858在雷达信号源中的应用

3.1 雷达系统的工作原理

图2所示是一般雷达系统的工作原理示意图。图中,雷达发射机产生电磁波后,会经收发天线辐射入大气层。电磁波在大气中以光速传播,若目标在天线的波束内,则它要截取一定的电磁

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