基于DDS的快速跳频频率合成器的设计

3 基于DDS的跳频频率合成器的设计

下面将给出一种基于DDS的快速跳频频率合成器的设计(第2页)。

3.1 DDS芯片的选择

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。(凹丫丫范文网fanwen.oyaya.net收集整理)

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：

（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。

（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。

（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。

3.2 频率合成方案

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。

3.2.1 DDS的时钟

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。

3.2.2 AD9952与DSP的接口设计

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）。

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）。

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。

3.2.3 滤波器的设计