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基于DSP和DDS的商品防竊監(jiān)視器掃頻信號源

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作者:鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院 程明,趙恒,陳瑩 時間:2006-09-28 來源:國外電子元器件06年第二期 收藏

1 引言

商品防竊監(jiān)視器(Electronic Article Surveillance)簡稱EAS,是目前超市普遍使用的安檢防竊設(shè)備。其原理是由發(fā)射電路產(chǎn)生7.8MHz~8.8MHz的掃頻信號,該信號由近場天線發(fā)射,當(dāng)天線附近有標(biāo)簽存在時(標(biāo)簽為高Q值的LC振蕩回路,諧振中心頻率為7.8MHz),標(biāo)簽發(fā)出諧振電磁波信號,該信號被EAS接收天線接收,經(jīng)解調(diào)、放大和數(shù)字化處理后,最終發(fā)出報(bào)警信息。傳統(tǒng)的掃頻信號發(fā)生電路通常包含變?nèi)荻O管組成的LC振蕩回路,通過周期性地改變二極管的偏壓來改變振蕩頻率。由于分立元件參數(shù)的一致性差,振蕩頻率難以精確控制,頻率變化的線性度、掃頻寬度等諸多指標(biāo)也受到元件性能的嚴(yán)格約束。在數(shù)字化技術(shù)飛速發(fā)展的今天,由直接數(shù)字頻率合成()技術(shù)產(chǎn)生所需要的信號波形,是EAS掃頻信號發(fā)生電路發(fā)展的趨勢。筆者采用AD公司的實(shí)現(xiàn)掃頻信號合成,同時,考慮到信號的高速頻率變化特點(diǎn),需使用數(shù)字信號處理器(DSP)對進(jìn)行控制。筆者采用TI公司的TMS320VC5410型數(shù)字信號處理器(以下簡稱C5410)。下面介紹這些器件的特點(diǎn)及電路實(shí)現(xiàn)方法。

2 TMS320VC5410和簡介

本設(shè)計(jì)要求C5410通過多通道緩沖串行口向AD9834發(fā)送命令和數(shù)據(jù),由AD9834產(chǎn)生EAS系統(tǒng)需要的掃頻信號。C5410是TI公司生產(chǎn)的新一代低功耗TMS320C5000系列定點(diǎn)數(shù)字信號處理器,它有3個高速、全雙工、多通道緩沖串行口(McBSP),每個串行口可以支持128個通道,速度可達(dá)100Mb/s。該系列提供的McBSP支持多種串行通信的方式和協(xié)議,可以根據(jù)用戶的不同需要進(jìn)行配置。多通道緩沖串行口遵循SPI協(xié)議是以主從方式工作的,這種模式通常有1個主設(shè)備和1個或多個從設(shè)備,其接口包括以下4種信號:串行數(shù)據(jù)輸入(也稱為主進(jìn)從出或MISO);串行數(shù)據(jù)輸出(也稱為主出從進(jìn)或MOSI);串行移位時鐘(也稱為SCK);從使能信號(也稱為SS)。McBSP的時鐘停止模式與SPI協(xié)議兼容,當(dāng)McBSP處于時鐘停止模式時,發(fā)送器和接收器是內(nèi)部同步的。

AD9834的原理框圖如圖1所示。它使用的技術(shù)是一種利用正弦信號相位線性增加的原理直接由數(shù)字累加和數(shù)/模轉(zhuǎn)換合成所需頻率的技術(shù)。AD9834主要由數(shù)控振蕩器(NCO)、相位調(diào)制器、正弦查詢表ROM和1個10位D/A轉(zhuǎn)換器組成。數(shù)控振蕩器和相位調(diào)制器主要由2個頻率選擇寄存器、1個相位累加器、2個相位偏移寄存器和1個相位偏移加法器構(gòu)成,它的最高工作頻率可達(dá)50MHz。

ad9834的原理框圖 

AD9834的頻率控制字由式(1)求得
   

式中,0<Δphase<228-1,fMCLK最高可達(dá)50MHz,它是由高穩(wěn)定度晶體振蕩器獲得或由其他器件編程提供,用來同步整個合成器的各個組成部分。

相位控制字由式(2)求得

ΔP=Kx2π/4096    (2)

式中,0<K<228-1,改變K值即可改變輸出相位值。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

傳統(tǒng)的EAS掃頻信號產(chǎn)生電路使用了壓控振蕩集成電路。通過改變外圍變?nèi)荻O管的直流偏壓可以使掃頻信號的頻率范圍控制在8.2MHz



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