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根据FPGA操控AD9854发生正弦波

基于FPGA控制AD9854产生正弦波-本文首先介绍了ad9854的工作原理,其次介绍了两款AD9854应用电路图,最后介绍了基于FPGA控制AD9854产生正弦波。

  ad9854作业原理

  AD9854选用80脚LQFP封装,其内部共有40个8位的操控寄存器,别离用来操控输出信号频率、相位、起伏、步进斜率等,以及一些特别操控位。下表给出了操控寄存器的散布状况。

依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  AD9854能够发生多种方式的额输出信号,作业方式的挑选是经过对操控寄存器IFH中的三个位(Mode2、Mode1、Mode0)的操控来完成的。见下表。

依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  事实上,除上述作业方式外,经过不同作业方式的组合操控,还能够发生更多的输出信号方式(例如,非线性调频信号)。下面别离予以介绍。

  单频方式(SingleTone)

  这是AD9854复位后的缺省作业方式。输出频率由写入操控寄存器04H~09H中的48位频率调谐字1(FrequcncyTuningWordI–FTW)决议,相位由操控寄存器00H~01H中的14位相位调谐字决议,1和Q通道的输出信号起伏可别离由操控寄存器21H~22H、23H~24H中的两个12位起伏调整操控字决议。此刻,频率调谐字2(FTW2,0AH~0DH)和相位调谐字2(02H~03H)不必。

  频率调谐字(FTW)=(fout&TImes;2N)/fsysglk

  其间,fout;输出信号频率(0~fsysglk/2);

  N,相位累加器的分辨率,这儿是48位;

  fsysglk,体系时钟

  值得留意的是,1和Q通道的输出在任何时侯都是正交的。别的,一切频率的改动都是相位接连的。

  频移键控方式(FSK)

  两个频率F1、F2别离由FTW1和FTW2中的值决议,输出哪个频率由Pin29的电平决议。Pin29为“0“,输出F1;Pin29为“I”输出F2。

  频率骤变FSK(RampedFSK)

  AD9854供给一种频率骤变的FSK输出方式,可改进输出信号的带宽功用。其输出滤形与传统的FSK的不同见图1。

  此刻,频率由Fl到F2的改变不是骤变的,而是按必定的斜宰逐步从F1改变到F2.该斜率由20位的骤变速率时钟(RampRateClock-RRC,1AH~1CH)和48位的频率步进字《(DetaFrequencyWord–DFW,10H~15H)寄存器中的值一起决议。

依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  FTW1寄存器中置低频操控字,FTW2寄存器中置高频操控字;RRC寄存器中置骤变进程中每个中心频率的持续时间操控字。48位的DFW寄存器中的值决议了每次频率步进量。频率的上升或下降由Pin29上的电平决议。Pin29为“0”,上升:Pin29为“1“,下降。当抵达结尾频率后则中止骤变并坚持该结尾频率。

  A.主动三角波形频率输出。若置位操控寄存器1FH中的Triangle位,则无需Pin29脚上的电平操控,AD9854就能依照RRC和DFW寄存器中的设置发生从Fl到F2,然后马上再从F2到F1的锯齿形频率输出。

  B.操控位CLRACCI(]FH寄存器中):当该方位“1”时,则中止现行的频率骤变进程,回到开始频率从头开始下一个骤变进程。

  C.操控位CLRACC2(1FH寄存器中):该方位“1”时,AD9854输出直流信号(0Hz)。

  二位相移键控方式{BPSK)

  这种作业方式的操控类似于FSK方式。两个输出相位P1和P2别离由两个14位相位调整操控字寄存器(00H~0lH,02H~03H)决议;Pin29上的电平决议用哪个作开始相位。输出信号的烦率由FTW1寄存器中的值决议。

  相位分辨率=360度/2的14次方=0.022033691度

  线性调频方式(FMChirp)

  AD9854按用户所要求的频率分辨率、调频斜率、扫频方向和频宰规模发生准确的线性或非线性调频信号。此刻,寄存器FTWl中装入的值决议起点频率;频率步进量由寄存器DFW决议;中心频率持续时间由寄存器RRC决议,Pin29为“坚持(Hoid)”功用,高电平时.Chirp进程暂停,输出频率坚持此前值不变,直至Pin29又从头变为低电平后,再以本来的斜率持续原Chirp进程。

  需求留意的是,Chirp方式只规则了起点频率,而没有设定结尾频率,所以需求由用户来决议何时中止该进程。若没有及时宣布中止指令,频率会持续上升到fsysglk/2停止。

  AD9854使用电路图

  这儿选用了AD9854 这款DDS 芯片, 它在300 MHz 时钟驱动下, 依照乃奎斯特采样规律能够发生最高150 MHz 的信号,为了得到信号较好的频率则一般只得到最高100 MHz 的信号。若要得到高于100 MHz 的信号, 则可选用其高次谐波得到。依据AD9854 的信号发生电路如图所示:

依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  键盘共设有16个键,由P1.0~P1.3四条行线和P1.4~P1.7四条列线构成。其间包括数字键、单位键及功用键,用来对所需信号的频率、起伏及功用进行操控,最终输出的信号频率、起伏等信息经过液晶显现屏显现出来。显现部分选用国显公司的GXM1602NSL液晶模块,它的中心是HD44780。与W78E58的数据传输选用8位并行传输,可显现两行共32个点阵字符。HD44780支撑用户自定义字符,故能够经过编程将频率、起伏、波形等汉字及数字信息显现出来。还选用了通讯接口(RS232)与PC机相联,PC机的操控指令能够经过TXD(Pin10)和RXD(Pin11)与W78E58进行交互,操控信号源的输出。

依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  用FPGA操控AD9854发生雷达信号源,这儿首要向咱们介绍如安在FPGA中使用verilog言语(硬件描绘言语)操控AD9854发生正弦波。因为咱们选用SPI总线的方式完成,首要触及到时钟信号、片选信号以及正弦波的操控字编写。首先向咱们展现一下顶层框图,咱们是在uartus/’ target=’_blank’>QUARTUSII8.1环境下运转的。详细见图一:

依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  从上图能够看出,依据FPGA操控发生正弦波,首要包括以下几部分:

  A:时钟分频部分;B:DDS操控信号部分;C:AD9854操控字部分。

  (一)时钟分频部分

  因为咱们从外部输入的为50MHZ,而关于SPI总线,依据其协议,时钟一般为100KHZ或许400KHZ,咱们用的是10MHZ,触及到5分频电路规划。详细规划见下图所示:

依据FPGA操控AD9854发生正弦波

  (二)DDS操控信号部分

  AD9854芯片的复位信号,方式挑选信号以及片选信号,都在这部分包括,在这儿咱们将方式挑选和波形要害字信号引脚,直接引至地线处理。AD9854复位和I/O口复位信号都是依托时钟信号的。片选信号是在时钟信号呈现一段时间后发生DDS芯片的片选信号。

  (三)AD9854操控字部分

  这部分首要触及怎么很好的掌握时序,咱们将预先计算好的操控存在预订的存储器中,经过时钟同步信号有序的读取这些操控字。详细要害部分见下图:

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