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基于DDS的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2011-03-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

技術(shù)是近幾年來(lái)迅速發(fā)展的頻率合成技術(shù), 它采用全數(shù)字化的技術(shù), 具有集成度高、體積小、相對(duì)帶寬寬、頻率分辨率高、跳頻時(shí)間短、相位連續(xù)性好、可以寬帶正交輸出、可以外加調(diào)制的優(yōu)點(diǎn), 并方便與控制器接口構(gòu)成智能化的頻率源。由于基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率一般固定, 因此相位累加器的位數(shù)決定了頻率分辨率, 位數(shù)越多, 分辨率越高。 諸多優(yōu)點(diǎn), 本系統(tǒng)采用技術(shù)來(lái)數(shù)字調(diào)制功能, 充分發(fā)揮DDS 的優(yōu)勢(shì), 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/156546.htm

  1 硬件及工作原理

  本系統(tǒng)為一套, 硬件電路分為發(fā)射機(jī)電路和接收機(jī)電路兩部分。

  1.1 發(fā)射機(jī)電路

  如圖1 所示,發(fā)射機(jī)硬件電路主要由控制器、調(diào)制電路、高頻功率放大器、天線、顯示電路與電源部分組成。

發(fā)射機(jī)組成圖


圖1 發(fā)射機(jī)組成圖

  控制器以TI 公司高性能混合信號(hào)處理器MSP430F169為核心, 完成對(duì)DDS 、鍵盤、LCD 顯示器的控制和信息處理的功能。MSP430F169 為16 bit 具有精簡(jiǎn)指令集的超低功耗混合信號(hào)處理器(Mixed Signal Processor) , 采用1.8 V~3.6 V 電源電壓, 在1 MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí),芯片的電流在200 μA~400 μA, 時(shí)鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有0.2 μA,在8 MHz 晶體驅(qū)動(dòng)下指令周期為125 ns。

  且MSP430F169 具有豐富的片上外圍模塊, 如看門狗、模擬比較器、定時(shí)器、串口、硬件乘法器等。在本系統(tǒng)中,MSP430F169 工作在3.3 V 電壓、8 MHz 主頻下。

  調(diào)制電路以ADI 公司單片DDS 芯片AD9854 為核心。該芯片最高系統(tǒng)時(shí)鐘為300 MHz , 理論輸出信號(hào)頻率范圍為直流到150 MHz,最高并行編程速率為100 MHz,采用3.3 V 單電源供電, 與上述控制器芯片匹配, 無(wú)需加電平轉(zhuǎn)換電路,從而控制器與調(diào)制器的無(wú)縫接口。

  AD9854 支持10 MHz 串行通信方式和100 MHz 并行通信方式, 本系統(tǒng)采用串行輸入方式。AD9854 內(nèi)置4~20 倍頻的PLL, 外部較低頻率的參考時(shí)鐘可通過(guò)倍頻后得到300 MHz 的系統(tǒng)時(shí)鐘, 這樣就避免了高頻參考時(shí)鐘的難度, 降低了高頻時(shí)鐘干擾。AD9854 參考時(shí)鐘的輸入有單端輸入和差分輸入兩種方式, 為了使電路簡(jiǎn)單, 本選用單端輸入方式。外部20 MHz 有源晶振輸出經(jīng)PLL 電路15 倍頻到300 MHz 后作為系統(tǒng)時(shí)鐘。

  濾波器采用由3 個(gè)電感和7 個(gè)電容構(gòu)成的七階橢圓濾波器, 因?yàn)锳D9854 的最高工作頻率為300 MHz , 而DDS輸出最高頻率為系統(tǒng)工作頻率的40%左右, 所以本方案中濾波器的截止頻率為120 MHz, 有效濾除了高頻干擾,使輸出信號(hào)較為平滑。

  高頻功率放大器工作在丙類方式, 能夠?qū)崿F(xiàn)較高的效率。顯示器采用LCM128 128×64 點(diǎn)字符點(diǎn)陣液晶顯示器, 用來(lái)完成人機(jī)交互界面和信息的顯示功能。電源部分采用LM2576-3.3 三端穩(wěn)壓片, 能夠提供最高3 A 的電流輸出, 完全滿足本系統(tǒng)的要求。同時(shí)為了防止AD9854工作時(shí)對(duì)電源造成干擾, 電路設(shè)計(jì)采用了大量的濾波電容, 且對(duì)數(shù)字電源和模擬電源作了很好的隔離, 以防止數(shù)字電源對(duì)模擬電源的串?dāng)_。


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