——基于dds的快速跳频频率合成器的设计.htm

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            style="TEXT-INDENT: 30px">（1）频率转换快。直接数字频率合成是一个开环系统，无任何反馈环节，其频率转换时间主要由频率控制字状态改变所需的时间及各电路的延时时间所决定，转换时间很短。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">（2）频率分辨率高、频点数多。DDS输出频率的分辨率和频点数随机位累加器的位数的增长而呈指数增长。分辨率高达μHz。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">（3）相位连续。DDS在改变频率时只需改变频率控制字（即累加器累加步长），而不需改变原有的累加值，故改变频率时相位是连续的。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">（4）相位噪声小。DDS的相位噪声主要取决于参考源的相位噪声。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">（5）控制容易、稳定可靠。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">衡量跳频频率合成器性能指标的因素有：频率范围、频率分辨率、频率转换时间、频率准确度和稳定度、频谱纯度等。其中，跳频速度和频率点数是决定跳频通信系统性能的主要因素，系统的抗干扰和保密能力随频率点数的增高和跳速的加快而加强。从DDS的特点可以看出，直接数字频率合成器各个性能指标都较高，特别是其频率转换速度，因此它是实现快速跳频频率合成器的最佳选择。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>3 基于DDS的跳频频率合成器的设计</B></P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">下面将给出一种基于DDS的快速跳频频率合成器的设计。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">3.1 DDS芯片的选择</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">现在流行的DDS产品以Analog 
            Devices公司的最多，主要有AD7008、AD9830～AD9835、AD9850～AD9854等十几种芯片，形成从0～120MHz的宽输出频率范围系列。此外，Qualcomm公司也有Q2334、Q2368等产品。<IMG 
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            <P style="TEXT-INDENT: 30px">该方案使用Analog 
            Devices公司推出的新一代DDS芯片AD9952，该新芯片能以早期DDS十分之一的功耗提供频率高达400MHz的内部时钟。此外，与以往的DDS芯片相比，该芯片还具有以下优点：</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">（1）内部集成14位的D/A转换器。以往DDS芯片的A/D转换器最多为12位。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">（2）可进行sin(x)/x校正。通过反sin(x)/x函数滤波器对DAC的输入数据进行预均衡，补偿DAC的sin(x)/x函数的起伏特性，使幅特性变得平坦。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">（3）内有可编程的相位/幅度抖动电路。相位抖动可减小相位截短带来的杂散，而幅度抖动可减小D/A转换器量化误差带来的杂散，因此较好地解决了DDS的杂散问题。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">3.2 频率合成方案</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">图2是以DDS为核心的跳频频率合成器的结构框图。它主要由DSP、AD9952、时间产生电路、滤波器等组成。DSP采用TI公司的TMS320C54X，负责跳频图案的产生，并控制DDS芯片AD9952的工作。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">3.2.1 DDS的时钟</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">AD9952内含振荡电路，因此外加一晶体就可产生系统时钟。也可以不用内部振荡电路而直接引入外部时钟信号。外部时钟信号可以是单端信号或差分信号，并且可以通过配置相应的控制寄存器和控制信号，得到不同的时钟模式。为了减少共模干扰，通常采用差分外部时钟输入方法。本电路中使用高稳定度的有源晶振，然后由差分接收器MC100LVEL16D将晶振输出的单端信号转换为符合AD9952的差分信号。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">3.2.2 AD9952与DSP的接口设计</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">AD9952与以往的DDS芯片不同，只有串行接口，没有并行接口。AD9952串口是同步串行通信口，易于和工业上的微控制器和微处理器相连；且兼容大多数的步传输格式，可支持SPI协议和Intel 
            8051 
            SSR协议。在本方案中就使用了SPI协议。SPI是Motorola公司推出的一种同步串行接口，支持高的数据传输速率，是目前使用比较多的串行总线接口；SPI接口是一种主从式配置，包括1个主设备和1个或者多个从设备。SPI接口有四个信号：串行数据主入从出信号（MISO）、串行数据主出从入信号（MOSI）、串行时钟信号（SCK）、从设备使能信号（SS）。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">TMS320C54X系列DSP提供一种多通道缓冲串行口（McBSP），通过相关的控制和配置寄存器，可支持多种串行通信方式和协议。McBSP中的传输时钟具有停止模式控制选项，保证了与SPI协议的兼容。McBSP包括6个引脚，分别是串行数据发送信号（DX）、串行数据接收信号（DR）、发送串行时钟信号（CLKX）、接收串行时钟信号（CLKR）、发送帧同步信号（FSX）和接收帧同步信号（FSR）。当McBSP设置为停止方式时，发送和接收在内部实现同步，这使得McBSP可作为SPI的主设备或者从设备。McBSP的发送时钟（CLKX）对应于SPI串行时钟（SCK）；发送帧同步信号（FSK）对应于SPI使能信号（SS）。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">方案中DSP为主设备，AD9952为从设备，二者之间的连接见图2。发送输出信号DX作为MOSI，接AD9952的SDIO；接收输入信号DR作为MISO，接AD9952的SDO。McBSP通过提供串行时钟来控制传输，CLKX只在包传输期间有效，当不进行包传输时，它保持无效。CLKX引脚此时应设置为输出，CLKR引脚在内部与其相连。McBSP的FSX引脚为从设备提供一个使能信号SS，此时FSK引脚设置为输出，在每个包发送时，产生一个帧信号。同时，数据延时参数必须设为1。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">3.2.3 滤波器的设计</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">DDS采用数字化技术，最终合成信号是经D/A转换后得到的。其频谱含有很丰富的高次频谱分量，必须将它们滤除，才能得到频谱纯净的正弦波输出，因此要求滤波器的衰减特性要陡直，延迟时间要短。这里采用七阶椭圆函数低通滤波器。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">3.2.4 应注意的问题</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">该电路是高速模混合电路，在制作PCB板时，一定要注意数模干扰问题。为此，PCB板一定要使用四层板。在进行电路布局时，将数字部分和模拟部分分开；将电源层分为数字电源和模拟电源；将地层分为数字地和模拟地。每个有源器件的电源都要加去耦电容，并且尽可能地靠近电源输入处以帮助滤除高频噪声。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">直接数字频率合成具有频率转换速度快、频率分辨率高、输出相位连续和全数字化、易于集成、易于控制等优点，是跳频系统中频率合成器的理想选择。不过，受器件水平的限制，输出信号的频率上限不够高。随着数字集成技术的飞速发展，这一问题将逐渐得到解决。DDS构成的频率合成器必将成为快速跳频通信系统频率合成器的主流。 
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                  <P>【<A 
                  href="http://www.21ic.com/new_info/news/review.asp?title=基于DDS的快速跳频频率合成器的设计target=" 
                  _blank?>发表评论</A>】</P></TD>
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                <TD width=79>【<A 
                  href="http://www.21ic.com/new_info/news/sendmail.asp?num=基于DDS的快速跳频频率合成器的设计">推荐</A>】</TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
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