DDS器件AD9858及其在雷达信号源中的应用

    关键词：DDS；相位调整；频率字控制；四相码编码调制

１　引言

近年来，随着雷达技术的迅速发展，人们对雷达信号的要求也越来越高。高精度、高扫描率、高抗干扰性、低截获率成为人们追求的目标。满足这种需求除了靠产生复杂的雷达波形外，还需要在雷达系统中应用高性能的器件。而高性能ＤＤＳ技术、ＤＳＰ技术及大规模可编程逻辑器件技术、电子计算机的应用为此类问题的解决提供了一种新的途径。ＡＤ９８５８就是一款高性能的ＤＤＳ器件，可方便快速地产生线性调频、单频脉冲及编码调制信号。 

图1 AD9858的系统结构图

２　器件简介

ＡＤＩ公司推出的ＡＤ９８５８器件是具有１ＧＳＰＳ?千兆次取样／秒?速率的直接数字合成器?ＤＤＳ?、１０位Ｄ／Ａ转换器、快速频率跳跃和精细调谐分辨率功能的单片解决方案。ＡＤ９８５８比先前的解决方案速度快三倍功耗却未增加，因而适合用在无线设备、军事以及航空雷达的设计当中。和其它的高速ＤＤＳ产品不同，ＡＤ９８５８内部集成了ＤＡＣ、相位／频率检测器和电荷泵，能满足设计者的低相位噪音、低虚假能量、快速频率转换和宽带宽线性扫描的要求。ＡＤ９８５８的主要性能指标如下：

●具有１千兆次／秒的采样速率；

●具高达２ＧＨｚ的输入时钟（可以２分频）；

●集成有１０位Ｄ／Ａ转换器；

●内含３２位可编程频率寄存器?

●带有８位并行及ＳＰＩ串行控制接口；

●自动频率扫描功能；(凹丫丫范文网fanwen.oyaya.net收集整理)

●内带４套频率寄存器；

●采用３．３Ｖ低电源供电；

●采用１００脚ＥＰＡＤ－ＴＱＦＰ封装；

●集成有２ＧＨｚ的混频器。

ＡＤ９８５８芯片的主要引脚包括数据线Ｄ７～Ｄ０、地址线ＡＤＤＲ５～ＡＤＤＲ０、参考时钟输入引脚（ＲＥＦＣＬＫ）、ＤＡＣ输出（ＩＯＵＴ）、寄存器组选择信号（ＰＳ０、ＰＳ１）、频率更新引脚（ＦＵＤ）、系统同步时钟（ｓｙｓｃｌｋ）及复位信号（ＲＥＳＥＴ）等。

ＡＤ９８５８ 芯片的系统结构如图１所示，它共分三大块：ＤＤＳ核、模拟混频器和数字锁相环。ＤＤＳ核可在数字域产生能够表示正弦曲线的数字值。通过设置不同的工作模式，ＤＤＳ核可通过幅相转换器将这些正弦曲线值转换为频率、相位或调制成携带信息的信号；数字锁相环则由一个数字相频检测器（ＰＨＤ）驱动一个具有高速锁存逻辑电路的电荷泵所组成。它与ＤＤＳ核联合使用可扩大频率合成的范围。模拟混频器采用差动输入?其输入级内部采用直流偏差，外部采用交流匹配方式连接，输出为中频信号。模拟混频器主要用于通信基站的设计。

芯片的内部可用资源包括４套频率转换字（３２位）、一个相位偏移字（１４位）寄存器和一个控制字寄存器、一个步进频率转换字寄存器和一个１６位步进频率斜率字寄存器。

ＡＤ９８５８的突出特点是：当其中一套寄存器处于工作状态时，允许用户改变另外三套寄存器的值。

ＡＤ９８５８的操作模式有单边带、频率扫描及全睡眠模式三种。常用模式为单边带和频率扫描模式。

３　ＡＤ９８５８在雷达信号源中的应用

３．１ 雷达系统的工作原理

图２所示是一般雷达系统的工作原理示意图。图中，雷达发射机产生电磁波后，会经收发天线辐射入大气层。电磁波在大气中以光速传播，若目标在天线的波束内，则它要截取一定的电磁能并将其向各方向散射。雷达接收到这些散射电磁波后会以此来判断目标的距离和速度等信息。