基于AD9854的高品質(zhì)LFM設(shè)計(jì)

隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，線性調(diào)頻信號(hào)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高分辨率雷達(dá)領(lǐng)域。過去獲得線性調(diào)頻信號(hào)主要借助模擬方法。其中，包括VCO方法和聲表面波方法。這兩種脈沖電壓信號(hào)的產(chǎn)生方法因其一些固有缺陷，如對(duì)環(huán)境溫度比較敏感，信號(hào)波形比較單一，信號(hào)產(chǎn)生的重復(fù)性差，線性度及信號(hào)間的相關(guān)性不理想等，制約了雷達(dá)整機(jī)性能的提高。目前，VCO方法和聲表面波方法已漸漸被數(shù)字方法所取代。直接數(shù)字頻率合成方法具有傳統(tǒng)方法所不具備的許多突出優(yōu)點(diǎn)，如頻率分辨率和切換速度高，頻率切換時(shí)相位可保持連續(xù)，超寬的頻率范圍，能實(shí)現(xiàn)各種調(diào)制波和任意波形的產(chǎn)生以及易于實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化設(shè)計(jì)等。然而，其全數(shù)字化的工作原理也給它帶來了兩個(gè)缺點(diǎn)：一是輸出雜散較大；二是輸出帶寬將受到限制。但是，這一缺陷隨著新工藝和新算法的出現(xiàn)正在逐漸得到改善。

1 AD9854功能簡(jiǎn)介
1．1 AD9854基本功能
(1)所有功能可以在內(nèi)置寄存器中靈活設(shè)置；
(2)系統(tǒng)時(shí)鐘：300 MHz，可單端輸入，亦可差分輸入；
(3)雙48位可編程頻率控制寄存器(一路為頻率控制字，另一路為步進(jìn)頻率控制字)，其相位累加器的有效輸出位數(shù)為17位，波形存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線位數(shù)為12位，保證了極好的數(shù)字自由雜散動(dòng)態(tài)范圍；
(4)頻率分辨率可達(dá)到1．066 μHz；
(5)輸出頻率可從零頻開始到120 MHz，能產(chǎn)生兩路正交、高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度可編程控制的信號(hào)；
(6)具有反辛格包絡(luò)濾波功能；
(7)14位數(shù)控調(diào)相或相移鍵控(PSK)；
(8)具有掃頻(Chirp)功能；
(9)頻移鍵控(FSK)功能；
(10)三種控制和配置方式：并行端口、兩線串口控制、三線串口控制。
(11)單+3．3 V電源工作。
1．2 AD9854組成框圖
圖1是AD9854的功能結(jié)構(gòu)框圖。AD9854主要包括了四大部分：頻率累加器(ACC1)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號(hào)時(shí)頻率隨時(shí)間變化引起的相位值累加；相位累加器的(ACC2)實(shí)現(xiàn)將頻率轉(zhuǎn)換字和頻率累加器相加的值累加，同時(shí)將有效輸出位數(shù)截為17位；相位幅度轉(zhuǎn)換輸出正交的兩路12位信號(hào)；D／A轉(zhuǎn)換將12位的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬的電流信號(hào)。AD9854支持多種模式的信號(hào)輸出，芯片的編程和控制設(shè)置都是通過串口或并口實(shí)現(xiàn)的。除此之外，還有以下功能：在確保系統(tǒng)時(shí)鐘不超過300 MHz時(shí)，可以對(duì)參考頻率進(jìn)行4～20倍頻，作為系統(tǒng)時(shí)鐘；Q路的輸出直流可以通過一個(gè)專門12位寄存器進(jìn)行控制。由于DDS的固有結(jié)構(gòu)使得DDS產(chǎn)生的I／Q信號(hào)，當(dāng)LFM脈沖休止期，Q路信號(hào)輸出為直流最大值，而工程上要求輸出無直流，可以通過這一功能實(shí)現(xiàn)在脈沖休止期對(duì)Q路輸出進(jìn)行控制。