湖南陽光電子技術(shù)學(xué)校簡介

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DDS芯片AD9851及其在跳頻通信系統(tǒng)中之應(yīng)用

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增大字體作者：佚名來源：本站整理發(fā)布時間：2010-09-07 01:46:41

信息產(chǎn)業(yè)部電子第54所　　高保生

摘要：本文介紹了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)之發(fā)展及原理，重點(diǎn)分析了DDS芯片AD9851之原理及其在跳頻系統(tǒng)中之應(yīng)用。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
關(guān)鍵詞：DDS； AD9851；跳頻通信；頻率合成

跳頻通信技術(shù)是一種抗干擾通信技術(shù)，近年來得到廣泛之應(yīng)用。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：跳頻通信之核心技術(shù)之一是跳頻頻率合成技術(shù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：頻率合成技術(shù)主要有三種方式，即直接合成、鎖相頻率合成和直接數(shù)字合成(DDS)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：其中直接數(shù)字合成DDS較前兩種方法有很大不同，它直接對參考正弦時鐘進(jìn)行抽樣和數(shù)字化，然后通過數(shù)字計算技術(shù)進(jìn)行頻率合成。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：與其它頻率合成方法相比，它之優(yōu)點(diǎn)是：相位連續(xù)，頻率分辨率高，頻率轉(zhuǎn)換速度快。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：另外還具有價格低廉和良好之可再調(diào)制性能。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：而跳頻頻率合成器要求頻率轉(zhuǎn)換速度快，輸出頻率范圍寬，而且易于使用，由此可見高速DDS很適合于用作跳頻頻率合成器。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

1. DDS之原理及特點(diǎn)
　　如圖1所示，DDS由相位累加器、正弦查表、D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器組成。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：圖1中之參考時鐘是一個穩(wěn)定之晶體振蕩器，用它來同步整個合成器之各個組成部分，相位累加器類似于一個簡單之計數(shù)器，在每個時鐘脈沖輸入時，它之輸出就增加一個步長之相位增量值。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：相位累加器把頻率控制字FSW之?dāng)?shù)據(jù)變成相位抽樣來確定輸出頻率之大小。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：相位增量之大小隨外部指令FSW之不同而不同，一旦給定了相位增量，輸出頻率也就確定了。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：當(dāng)用這樣之?dāng)?shù)據(jù)尋址時，正弦查表就把存儲在相位累加器中之抽樣值轉(zhuǎn)換成正弦波幅度之?dāng)?shù)字量函數(shù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：D/A變換器把數(shù)字量變成模擬量，低通濾波器進(jìn)一步平滑并濾掉帶外雜散，得到所需之信號波形。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　DDS之輸出頻率f_O和參考時鐘fr、相位累加器長度N以及頻率控制字FSW之關(guān)系為：
　　f_O=f_r·FSW/2^N
　　DDS之頻率分辨率為：
　　Δf_O=f_r/2^N
　　由于DDS之輸出大頻率受奈奎斯特抽樣定理限制，所以：
　　f_max=f_r/2
　　目前，DDS產(chǎn)品有Qualcomm公司之Q2334、Q2368；AD公司之AD7008，AD9850，AD9851等，本文主要以AD公司之AD9851進(jìn)行介紹。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
2. AD9851之工作原理及特性
　　AD9851是AD公司新推出之采用先進(jìn)之CMOS技術(shù)生產(chǎn)之直接數(shù)字合成器，它之原理如圖2所示。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　AD9851之高工作時鐘為180MHz，內(nèi)部除了完整之高速DDS外，還集成了時鐘6倍頻器和一個高速比較器。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：集成之時鐘6倍頻器降低了外部參考時鐘頻率，僅需一個30MHz晶振即可。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因此減小了高頻輻射，提高了系統(tǒng)之電磁兼容能力。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　AD9851 DDS系統(tǒng)采用了32bits相位累加器及10bitsDAC，在70MHz模擬輸出時，DAC輸出之抑制寄生動態(tài)范圍SFDR>43dB。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：5bits相位控制可現(xiàn) 小11.5°之相位改變。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：頻率控制和相位調(diào)節(jié)可采用并行或串行方式。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　AD9851工作電壓范圍較寬，為2.7～5.2V，180MHz工作時之功耗為550mW，功耗低，在2.7V時僅為4mW。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：AD9851采用28腳表面貼裝形式封裝。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
3. AD9851在跳頻通信中之應(yīng)用

3.1 跳頻通信之工作原理
　　跳頻通信早應(yīng)用于軍事抗干擾通信，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于移動通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：跳頻通信是利用發(fā)送信號載頻迅速地、偽隨機(jī)地在很寬之頻段內(nèi)跳變來傳送信息，因而具有很強(qiáng)之抗干擾能力。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：跳頻系統(tǒng)工作原理框圖如圖3所示。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　跳頻通信系統(tǒng)之?dāng)?shù)據(jù)調(diào)制一般采用FSK，經(jīng)FSK調(diào)制之窄帶信息與偽隨機(jī)碼控制下之頻率合成器產(chǎn)生之寬帶跳頻本振信號混頻得到跳頻調(diào)制信號，再經(jīng)放大后由天線發(fā)射出去。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：在接收端，跳頻信號之接收則通過同步電路來控制偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器以使頻率合成器產(chǎn)生同發(fā)送端頻變規(guī)律相同之跳頻本振，從而得到中頻信號。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：然后將中頻信號解調(diào)后輸出發(fā)送數(shù)據(jù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
3.2 AD9851在跳頻通信中之應(yīng)用
　　由于AD9851具有頻率轉(zhuǎn)換速度快、輸出頻帶寬及使用方便等特點(diǎn)，因此，特別適用于做跳頻通信中之頻率合成器。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：圖4所示為AD9851在跳頻通信系統(tǒng)中之應(yīng)用。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　圖4中，在跳頻通信發(fā)送端，發(fā)送數(shù)據(jù)和偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生之頻率控制信號相加，形成對AD9851之頻率控制字，AD9851輸出寬帶跳頻信號和本振信號混頻，得到跳頻射頻信號，經(jīng)放大后輸出至天線發(fā)送出去。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：在接收端，跳頻信號下變頻后和AD9851產(chǎn)生之跳頻信號混頻得到中頻信號，經(jīng)數(shù)據(jù)解調(diào)器解調(diào)輸出數(shù)據(jù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：接收端同步控制電路產(chǎn)生和發(fā)送端同步之跳頻控制信號來控制AD9851，使之產(chǎn)生跳

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　　湖南省陽光電子技術(shù)學(xué)校常年面向全國招生.安置就業(yè)。考試合格頒發(fā)全國通用權(quán)威證書：《中華人民共和國職業(yè)資格證》、《電工證》、《焊工證》。采用我校多年來獨(dú)創(chuàng)的“模塊教學(xué)法”,理論與實(shí)踐相結(jié)合、原理＋圖紙＋機(jī)器三位一體的教學(xué)模式，半天理論，半天實(shí)踐，通俗易懂，確保無任何基礎(chǔ)者也能全面掌握維修技能、成為同行業(yè)中的佼佼者。工作(一期不會，免費(fèi)學(xué)會為止)。