《現(xiàn)代電子技術(shù)》2003年第18期總第161期消費電子CDDS技術(shù)的原理及應(yīng)用陳梅,古康國營黃河機器制造廠雷達設(shè)計研究所陜西西安710043)摘要:綜述了直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)的基本原理及特點,并在此基礎(chǔ)上以AD9852為例著重介紹了使用線性調(diào)頻技術(shù)(CDDS)產(chǎn)生不同斜率的線性調(diào)頻信號的原理及電路。關(guān)鍵詞:直接數(shù)字頻率合成器;線性調(diào)頻;調(diào)頻斜率;相位累加中圖分類號:TN911文獻標識碼:B文章編號:1004-373X(2003)18-073Theory and Application of CDDs TechnologyCHEN Mei, GU Kang(Institute of Radar Design, The State Run Huanghe Machine Building Factory, Xi'an, 710043, ChinaAbstract This article describes the knowledge and feature of Direct Digital Synthesizer (DDS). The theory and circuit of thechirp signal generator with different ramp rate using CDDS technical based on an example of AD9852 is introducedKeywords: direct digital synthesizer (DDS); chirp; ramp rate: phase accumulate直接數(shù)字頻率合成(DDS是近年來迅速發(fā)展起來以用相位頻率△q/Mt表示。而相位累加器等效于一個的一種新的頻率合成法,是將先進的數(shù)字處理理論與相位圓方法引入信號合成領(lǐng)域的一項新技術(shù)。他是從相位的△=2π/M概念出發(fā)進行頻率合成的,采用了全數(shù)字結(jié)構(gòu),具有其中:M為相位取樣點精確的頻率分辨率、快速的頻率轉(zhuǎn)換時間以及可靈活△t=1/f產(chǎn)生多種信號等優(yōu)點,已逐漸取代了模擬電路。隨著所以輸出頻率科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,能直接產(chǎn)生線性調(diào)頻的DDS(即CDDS)也不斷出現(xiàn),其中美國AD公司的AD9852便是其中的一種,他具有時鐘頻率高,變頻速度快,頻根據(jù)奈奎斯特取樣定理,f。最大為∫,/2。改變f率分辨率高,配備相應(yīng)的控制電路,能夠方便靈活地和M即可改變相位累加器的相位輸出值(即一個周期產(chǎn)生各種線性調(diào)頻信號。的正弦波信號的離散相位序列)然后利用其尋址,直接?xùn)苏艺液瘮?shù)值得到相應(yīng)的幅度數(shù)據(jù),該幅度數(shù)據(jù)1 CDDS的基本原理及特點通過D/A轉(zhuǎn)換得到連續(xù)的階梯波,經(jīng)過低通濾波濾除DDS是從相位的概念出發(fā),根據(jù)奈奎斯特取樣定其中的高頻分量,最后得到所需的輸出信號理來產(chǎn)生連續(xù)信號的,其基本原理如圖1所示,主要由CDDS是在DDS的基礎(chǔ)上增加了頻率累加器,在參考源、相位累加器、正弦波函數(shù)功能表(ROM,波頻率累加器的作用下產(chǎn)生線性增加的瞬時頻率,經(jīng)過形存儲器)、D/A轉(zhuǎn)換器及低通濾波器組成。相位累加器輸岀線性調(diào)頻信號的二次瞬時相位,再以收加“③+世從而評碼位巴不同的件其實現(xiàn)結(jié)構(gòu)移位輸出參考源Fd略有中國煤化工D9852是一款性價比很CNMH圖1直接數(shù)字頻率合成器的基本原好的,共爛世圖如圖2所示對于輸出一個連續(xù)的正弦波信號,其角頻率ω可其中48b頻率控制字FTW1用來定義線性調(diào)頻的起始頻率;收稿日期芳數(shù)擔8b頻率增量控制字用來定義在Δ內(nèi)累加的△∫陳梅等:CDDS技術(shù)的原理及應(yīng)用值,其MSB的高低決定了Δf的正負,即線性調(diào)頻斜率經(jīng)過頻率累加器輸岀的是嚴格線性增長的瞬時頻的正負;率,其產(chǎn)生公式如下:20 b ramp rate用來定義步進時鐘△t,△t=△tf(t)=kt+ f(o)M(△,為系統(tǒng)時鐘);f(r)d48位頻率增量控制字[k+f(0)]dz正弦波「2位頻率票加器相位累如器創(chuàng)存儲器LDA0.5T≤t≤0.5T由于相位的截斷,量化會引入一定的誤差,但其CLR ACCI48位頻率控制字 CLR ACC2線性度仍完全滿足實際要求保護20位速率控制系統(tǒng)時鐘(3)產(chǎn)生信號靈活圖2AD9852產(chǎn)生線性調(diào)頻信號的原理框圖通過配備一定的硬件電路,利用軟件編程可靈活所有控制字均為二進制碼數(shù)值與系統(tǒng)時鐘有關(guān);地控制信號的中心頻率、帶寬、調(diào)頻斜率,得到雷達CLR ACC1可以使頻率累加器在一定的1O不同工作方式下所需的不同參數(shù)的信號UPDATE CLOCK下使頻率回到起始頻率,F1w1;2不同調(diào)頻斜率下的線性調(diào)頻信號的產(chǎn)生CLR ACC2可使相位累加器清零,使得DDS輸出為0Hz在我們研制的雷達產(chǎn)品中,根據(jù)工作體制的要求利用 CLR ACCI和 CLR ACC2的功能便能得到2需要產(chǎn)生一個不同時寬下不同頻寬的線性調(diào)頻信號,種線性調(diào)頻的工作方式,如圖3和圖4所示。技術(shù)指標要求如下:接收定時器發(fā)送的線性調(diào)頻同步脈沖,根據(jù)控制命令生成頻寬分別為5MHz和2.5MHz的線性調(diào)頻信號,其中同步脈沖為13s時頻寬為5MHz,26s時為頻寬為2.5MHz,其中心頻率方式00011(線性訓(xùn)頻)均為30MHz,其原理框圖如圖5所示」FI△FI數(shù)據(jù)線AVR單片機AD9852狀態(tài)控制中個中地址線時鐘芯片選擇IO Update地址譯碼沖圖3利用清ACC1標志實現(xiàn)線性調(diào)頻脈沖后沿檢測OUPDATE獻沖后~邏輯綜合圖5不同斜率線性調(diào)頻信號的產(chǎn)生輸入的脈沖是一個時寬變化的脈沖,狀態(tài)控制字表明了此時時寬的狀態(tài),以便確定單片機應(yīng)輸入的起方式_00默認01線性調(diào)頻別FTWI火P2始頻率∫。、頻率步進Δf、步進時間△△F2T/M其中:T為脈沖寬度。CLR ACC2△f=(終止,起圖4利用清ACC2標志實現(xiàn)線性調(diào)頻由圖3和圖4可見CDDS產(chǎn)生線性調(diào)頻信號時,與斜率K=4f其他方式相比,具有如下幾個特點中國煤化工脈沖取其前沿和后沿CNMHG(1)產(chǎn)生方式簡單明了與狀息m平饑出的脈沖信號合并作為只要輸入相應(yīng)的控制字∫。,Δf,Δ即可以一定規(guī)D9852的I/ O UPDATE信號,同時脈沖的前后沿決律重復(fù)產(chǎn)生線性調(diào)頻信號定了ACC2位的高低,從而使得AD9852具有在前沿開(2)調(diào)頻線掂度好始線性調(diào)頻,而在后沿終止線性調(diào)頻的功能,其軟件《現(xiàn)代電子技術(shù)》2003年第18期總第161期消費電子流程圖如圖6所示。實驗結(jié)果表明此電路的設(shè)計完全滿足總站的要3結(jié)語求,頻率轉(zhuǎn)換方便快速,并且選擇合適的濾波器可以本文介紹了使用CDDS技術(shù)產(chǎn)生不同斜率的線性使其雜散做到大于60dBc調(diào)頻信號的原理及電路。該電路通過軟件調(diào)整便可以主程序產(chǎn)生其他各種類型的信號,甚至可以作為任意波形發(fā)單片機初始化脈沖前沿中生器使用,CDDS技術(shù)的廣泛應(yīng)用為頻綜系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展提供了一條新的思路檢測脈寬標志啟動調(diào)頻設(shè)置參考文獻根據(jù)脈寬標志配置DDS頻率設(shè)置返回[1 Analog Devices Inc. CMOS 300 MHz CompleteDDS Synthesizer AD9852 Data Sheet, 1999開中斷脈沖后沿中斷[2][美]威廉依根F.鎖相頻率合成[M].張其檢測脈沖標志善,抑重堪,梁釗,譯.北京:人民郵電出版社,停止調(diào)頻設(shè)置1984脈寬標志變化?3]魏福立.直接數(shù)字合成技術(shù)與應(yīng)用[冂].電子返回技術(shù)應(yīng)用,199根據(jù)脈寬標志配置4]張穎光,祝明波,常文革.基于CDDS技術(shù)的寬DDS頻率設(shè)置帶雷達信號的產(chǎn)生[J],雷達與對抗,1998,圖6不同斜率的線性調(diào)頻信號軟件流程作者簡介陳梅女,1970年出生,學(xué)士,高級工程師,1992年7月畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)電磁場工程系,現(xiàn)任國營黃河機器制造廠雷達設(shè)計研究所雷達頻綜系統(tǒng)主管設(shè)計師,主要從事DDS、頻率綜合器等方面的硏究和技術(shù)開發(fā)工作古康男,1969年出生,碩土,高級工程師,1993年7月畢業(yè)于西安交通大學(xué)研究生院,現(xiàn)任國營黃河機器制造廠雷達設(shè)計研究所雷達計算機系統(tǒng)主任設(shè)計師,主要從事分布式計算機系統(tǒng)體系構(gòu)造、大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐芬约皵?shù)?；旌舷到y(tǒng)等方面的研究和技術(shù)開發(fā)工作(上接第59頁)參考文獻在可控硅導(dǎo)通的瞬間使電網(wǎng)電壓畸變,功率因數(shù)下降1]楊慶芬,等.溫控裝置中的鎖相過零控制[J]對電網(wǎng)的其他用電設(shè)備產(chǎn)生不良影響。而過零觸發(fā)電電力電子技術(shù),1994,(3):24-29路無偶次諧波,奇次諧波也很小,只是存在一定程度[2]李剛. Labview-易學(xué)易用的計算機圖形化編程的低頻干擾。并且,隨著η的增大,低頻分量也大幅減語言[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,少。這對于我們的電鐓過程中的電阻性負載,很容易2001獲得良好的正弦波。過零觸發(fā)方式已在某汽車配件廠3]鄭瑩娜.基于NI- Labview開發(fā)平臺的虛擬儀器氣門生產(chǎn)中,得到了很好的驗證由子杜士應(yīng)用,1998,(12):6-9中國煤化CNMHG作者簡介陳海濱男.1965年出生,工程師。主要從事測控自動化的瑞利女,1966年出生,實驗師,在讀碩士。主要研究方向為傳感技術(shù)與智能控制。