DDS是一种直接对参阅时钟进行抽样、数字化,然后用数字计算技术发生频率的频率组成办法。它的作业原理是在采样频率必定的条件下,经过操控两次接连采样之间的相位增量(不得大于π)来改动所得的离散序列的频率,然后经坚持和滤波,仅有地恢复出该频率的模仿信号。DDS的作业原理框图如图1所示。
AD9852是AD公司的DDS芯片可广泛用于军事通讯、雷达等各个领域。文顶用AD9852完成的跳频源可在外部拨码开关的操控下对输出频率进行调整,以彻底到达预期的规划目标。
1、AD9852简介
AD9852的功用框图由图2所示。由图可见,AD9852内部包含一个具有48位相位累加器的NCO、一个可编程时钟倍频器、一个反SINC滤波器、两个12位300MHz DAC、一个高速模仿比较器以及接口逻辑电路。其首要特色如下:
●带有300MHz内部时钟;
●可输出FSK、BPSK、PSK、CHIRP、AM等信号;
●带有两个12位D/A转换器;
●100MHz时具有80dB SFDR的动态功用;
●内含4x到20x可编程参阅时钟倍频器;
●带有两个48位可编程频率寄存器和两个14位可编程相位偏移寄存器;
●具有12位调幅及可编程整形功用;
●带有单引脚FSK和BPSK数据接口。
●有10MHz的2线或3线SPI兼容串口接口和100MHz 8位并行接口。
AD9852选用小型80引脚LQFP封装,3.3V单电源供电,运用非常便利。但因为该器材功耗较大(一般作业形式下约为1.5W),因而应用时应特别注意散热,防止芯片因为过热而损坏。
2、跳频源首要目标及规划计划
跳频源的首要目标如下:
●输出频率:10~12.2MHz;
●步进:100kHz;
●跳频时刻:小于1ms;
●输出功率:10dBm;
●谐波按捺:60dBc;
●相位噪声:-130dBc/Hz @10KHz;
●宽频带无杂散动态规模(SFDR):50dBc。
依据上述目标要求,选用AT89C51单片机来操控AD9852以完成该跳频源。参阅信号由40MHz的恒温石英晶体振荡器(OCXO)发生。为了按捺杂散,计划中在AD9852的DAC输出端加上截止频率为16MHz的低通滤波器。AD9852的输出信号功率大约为-8dBm,而这明显不能满足要求,因而笔者选用了mini公司的一款优异的扩大模块ERA-3来对信号进行扩大(约20dB)。一起在输出端加上低通滤波器来按捺扩大模块所发生的谐波。
3、依据AD9852的跳频源规划
3.1 AD9852操控电路
图3所示是AD9852的操控电路。对AD9852的操控可选用AT89C51单片机的并行通讯办法。将cosine DAC(48脚)作为AD9852的输出端,拨码开关用于操控单片机的P2.0~P2.5,然后完成对输出频率调谐字的操控,然后操控输出频率。
3.2 低通滤波器的规划与制造
要完成各项目标,应在电路中运用两个截止频率为16MHz的7阶切比雪夫滤波器其电路图如图4所示。在滤波器的规划进程中,怎么精确完成高Q值的电感,直接影响着滤波器的终究功用。由图4可知,滤波器中的电感量约为700nH,可选用AWG#26漆包线绕在磁导率为20的镍锌磁环上,然后与一个已精确得知容值的电容(如100pF左右)相并联,接着在矢量网络分析仪上测出它的并联谐振点,然后推算出所绕电感的巨细。接下来细心调理谐振点就可以确认所需的电感量。选用这种办法确认的电感精确度高,完成便利。图5为用ADS仿真的滤波器传输特性曲线(S21),其间电感Q值设定为50。实践做出的滤波器功用与仿真成果根本共同。
3.3 软件部分
规划该跳频源软件时,首要应对单片机中一些特别端口进行初始化设定:
UPD EQU P1.7
WRB EQU P1.6
SPS EQU P2.7
RES EQU P2.6
在完成对单片机自身以及AD9852的初始化进程之后,单片机就可开端对端口2进行读数,以确认所需输出信号的频率。因为AD9852的频率字为48比特(6个字节),因而实践地址应该是P2口后6位读出的数的6倍。
READPORT:MOV A,P2;
ANL A,#3FH;
MOV R1,A:
ADD A,R1:
ADD A,R1:
ADD A,R1:
ADD A,R1:
ADD A,R1:
然后将相应方位的频率字写到AD9852的频率字寄存器。
ERSI:MOV R1 ,#06H ;每个频点需求送48位数
MOV R3 ,#44H ;FTW1的最高位地址为04H
START:MOV R2,A;
MOV DPTR,#TAB2 ;将TAB2表首地址送DPTR
FREQ: MOV P1,R3;
MOVC A,@A+DPTR ;将ACC对应地址中的数送入ACC
MOV P3,A;
CLR WRB;
SETB WRB;
SETB UPD;
CLR UPD;
INC R3 ;地址加1
INC R2;
MOV A,R2;
DJNZ R1,FREQ;
NOP;
RETURNS:AJMP READPORT ;开端新一轮读数
最终是程序的结束部分,首要是AD9852初始化以及频率字的内容。
TAB1:DB 20H,00H,40H;对AD9852进行初始化
TAB2:DB 40H,00H,00H,00H,00H,00H;频率字1
DB 40H,0A3H,0D7H,0AH,3DH,70H;频率字2
DB 41H,47H,0AEH,14H,7AH,0E1H;频率字3
…………
END
4、结束语
以AD9852为中心规划的短波通讯跳频源,可经过外部拨码开关来对输出频率进行有用操控,最终得到输出功率为10.5~11dBm、谐波按捺优于65dBc、杂散优于60dBc的正弦波。因为AD9852的功耗较大,因而,设计时应对芯片采纳有用的散热办法,不然简单使芯片过热而损坏,这一点应该引起规划者充分地注重。
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