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直接数字合成电路在雷达信号设计中的应用

来源:电子产品世界 / 作者:彭金强?? 2005年10月14日 ?? 收藏0

?????? 1? ?引?? 言

?????? 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。

?????? 2?? AD9854 的结构特点

??????
AD9854是Analog Devices公司推出的专用DDS电路,主要特点如下:
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????? (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。

DDS

?????????????????????????????????????图1?? DDS+倍频扩展频带方案的原理框图

DDS+PLL 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。


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合成? 电路? 雷达?

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