DSP實(shí)現(xiàn)EAS掃頻信號(hào)源設(shè)計(jì)（一）

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(hào)，該信號(hào)由近場天線發(fā)射，當(dāng)天線附近有標(biāo)簽存在時(shí)(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(hào)，該信號(hào)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(hào)發(fā)生電路由于分立元件參數(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。筆者采用AD公司的AD9834型DDS實(shí)現(xiàn)掃頻信號(hào)合成，同時(shí)，考慮到信號(hào)的高速頻率變化特點(diǎn)，需使用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)對(duì)AD9834進(jìn)行控制。筆者采用TI公司的TMS320VC5410型數(shù)字信號(hào)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AD9834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(hào)。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(hào)處理器，它有3個(gè)高速、全雙工、多通道緩沖串行口(McBSP)，每個(gè)串行口可以支持128個(gè)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(gè)主設(shè)備和1個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，其接口包括以下4種信號(hào)：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(shí)鐘(也稱為SCK)；從使能信號(hào)(也稱為SS)。McBSP的時(shí)鐘停止模式與SPI協(xié)議兼容，當(dāng)McBSP處于時(shí)鐘停止模式時(shí)，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DDS技術(shù)是一種利用正弦信號(hào)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(gè)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(gè)頻率選擇寄存器、1個(gè)相位累加器、2個(gè)相位偏移寄存器和1個(gè)相位偏移加法器構(gòu)成，它的最高工作頻率可達(dá)50MHz。

　　AD9834的頻率控制字由式(1)求得

　　式中，0Δphase228-1，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(gè)合成器的各個(gè)組成部分。

　　相位控制字由式(2)求得

　　ΔP=Kx2π/4096　　(2)

　　式中，0小于K小于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(hào)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(hào)的頻率范圍控制在8.2MHz±0.5MHz。當(dāng)采用全數(shù)字頻率合成時(shí)，由于數(shù)字信號(hào)的非連續(xù)性，不可能產(chǎn)生連續(xù)的掃頻信號(hào)，只能產(chǎn)生臺(tái)階性變化的掃頻信號(hào)，即1個(gè)單頻點(diǎn)持續(xù)一段時(shí)間后增加4，，再跳躍到另1個(gè)單頻點(diǎn)，因此，如果掃頻信號(hào)的掃頻