摘要：作为高功用DDS单片集成电路，AD9858可便利快速地发生线性调频、单频脉冲信号。现代雷达技能的开展对信号源的功用提出了更高的要求，越来越多的雷达采纳宽频带的线性调频信号体系。高功用的AD9858为简化频率源电路规划、进步电路功用供给了一条新的途径。从某频率源的要求动身，介绍了一种宽带线性扫频信号的完结计划，论述了DDS时钟发生电路、耦合滤波电路、上位机软件功用等方面的规划，进行了必要的仿真，并给出了终究规划的信号源的测验成果。标明AD9858在通讯设备、军事以及航空雷达的规划傍边是很有运用远景的。
关键词：AD9858；线性调频；ADF4360；DDS
0 导言
雷达技能的高速开展对雷达信号源的功用提出了更高的要求。宽作业频段、高精度、高安稳、快速跳变、杂乱多变的调制方法已成为衡量雷达信号源功用的重要目标。高功用的DDS技能为此问题的处理联系供给了一种新的途径。直接数字频率组成(DDS)技能，具有极高的频率分辨率、极短的频率转化时刻，以及频率转化时信号相位接连等长处，已经在通讯、雷达、电子对抗等范畴得到了广泛的运用。AD9858是美国AD公司推出的高功用DDS单片集成电路，可便利快速的发生线性调频、单频脉冲及编码调制信号。在作业时钟频率1 GHz条件下，能直接发生高达400MHz的输出频率，克服了曾经DDS产品因为时钟频率低，使得直接输出频率上限较低，实际作业频带较窄的缺点，可以满意宽带微波雷达信号发生的需求。
1 计划规划
某频率源需求发生中心频率为300 MHz、带宽最大为62．5 MHz、时宽和带宽可调的线性调频信号或中心频率为300 MHz而且频率可调的单频调试信号，要求输出信号安稳，低杂散，并完结不同信号之间的快速跳转。依据上述目标，曾经的DDS器材因为器材功用约束，如AD9854只能发生中心频率为几十兆赫兹、带宽为几兆赫兹的线性调频信号，然后经过屡次倍频或经过上变频来完结上述目标要求，因此电路结构杂乱，可靠性低。而AD9858作为一款高功用的DDS器材，在作业时钟频率为1 GHz条件下，能直接发生高达400 MHz的输出频率，可便利快速地发生线性调频、单频脉冲及编码调制信号。本文的计划是某频率源中的中频发生模块，将AD9858与MCU相结合发生中心频率为300 MHz的脉宽和带宽可调的线性调频信号或中心频率为300 MHz频率可调的点频测验信号。详细的实施计划如图1所示。
该计划首要由MCU操控单元、DDS、DDS时钟发生(2 GHz时钟)、耦合滤波电路、RS 232接口等组成。
上位机经过RS 232接口与MCU通讯，可以便利地设置DDS输出信号的方法：点频信号(中心频率)、线性扫频信号(中心频率、带宽、脉宽)。因为该频率源一起还要求输出1路2 GHz的信号。计划选用AD公司的高功用电荷泵型集成频率归纳芯片ADF4360-2来发生2 GHz的信号。ADF4360-2内置低噪声数字鉴相器、准确电荷泵、可编程参阅分频器、可编程计数器、计数器及双模前置分频器(P／P+1)以及内部VCO等部件。输出频率规模为1700～2100MHz。外部晶振信号输入ADF4360-2芯片，经过对ADF4360-2的正确装备和搭接适宜的外部电路，规划扩大、滤波电路，就可发生满意体系和AD9858的时钟要求的频率信号。ADF4360-2输出的信号关于二次谐波的按捺依据以往的工程经历在25 dBc左右。为了给AD9858供给高质量的时钟信号，ADF4360-2的输出需求接滤波器滤除输出信号的二次谐波。计划中将该扩大滤波后输出的一路信号作为DDS的时钟运用，DDS部分选用了AD公司的DDS芯片AD9858，MCU操控DDS对输入时钟2分频，可使DDS的作业时钟为1 GHz。MCU对ADF4360-2的存放器写入流程如下：
(1)写入R存放器；
(2)写入C存放器；
(3)写入N存放器。
其间：R存放器的值设置为0000191；C存放器的值设置为0FE148；N存放器的值设置为00FA02。鉴相频率挑选为10 MHz，环路带宽挑选为100 kHz，使用ADIsimPLL软件经过仿真，杂波按捺可操控在-80 dBc以下，在违背中心频率10 kHz～1 MHz时，相位噪声小于-95 dBc／Hz，该信号的功用可以满意AD9858对时钟信号的要求。仿真成果如图2所示。
操控部分的MCU选用ATmega8515，首要完结三个功用：一是对ADF4360-2的装备(操控存放器、R存放器和N存放器)，使ADF4360-2可以安稳确定，输出高质量的2 GHz频率信号；二是与上位机通讯，接纳上位机的命令字(扫频、点频、开始和停止频率、脉宽)，对信号源的状况进行监控；三是依照接纳到的命令字对AD9858进行装备，操控输出相应的频率信号。
AD9858具有三种作业形式：单音频作业形式、扫频作业形式、睡觉作业形式。
要设置AD9858作业在单音频形式，需求设置的存放器为：CFR存放器(设置相应的时钟、混频器、I／O端口等功用)、FTW0存放存放器。
输出频率的计算公式为：
式中：FTW是FTW存放器需求设置的值；n是相位累加器分辨率，n=32；SYSCLK是体系时钟值，在该计划中n=1 GHz。
要设置AD9858作业在扫频作业形式，需求装备的存放器有：CFR存放器、FTW存放器、DFTW存放器(用于步进频率调理)、DFRRW存放器(步进频率斜率操控)、POW存放器(相位偏移操控)。AD9858的数据读写有串行和并行两种方法，MCU对AD9858选用串行读／写形式。AD9858的输出IOUT，IOUT经过变压器耦合、带通滤波器滤波后得到杂波按捺功用较好的信号。耦合、滤波电路如图3所示。
上位机软件的功用如下：
(1)树立人机界面功用，与频率源进行串行通讯；
(2)经过界面设置频率源的作业形式：扫频作业形式、点频作业形式；
(3)设置频率源的输出频率，扫频周期等参数，MCU使用这些参数来设置AD9858；
上位机界面是使用VC软件编制的，如图4所示。
2 测验成果
使用该线性调频信号发生电路作为中频，与一个高频信号经过上变频、倍频、滤波、扩大等电路，发生了X波段的线性扫频源，X波段的线性扫频源的频谱如图5所示，扫频带宽为125 MHz，信号的相噪和杂散都操控在比较好的目标内。经过图4中的设置界面设置开始频率、停止频率、脉冲宽度，可经过频谱仪观察到形状、特性不同的频谱。
3 结语
本文介绍了使用AD9858规划高中心频率、宽带线性调频信号的规划计划。要点论述了DDS时钟发生电路、耦合滤波电路、上位机软件功用等方面的规划，进行了必要的仿真，并给出了测验成果。从技能开展来看，作为高功用DDS器材，AD9858十分合适用在无线设备、军事以及航空雷达的规划傍边。
