在數(shù)字波形產(chǎn)生技術(shù)中,，由于直接數(shù)字頻率合成（DDS" title="DDS">DDS）技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)，已在軍事和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,，通過基于DDS的各種波形產(chǎn)生技術(shù),，再結(jié)合控制程序，就可實(shí)現(xiàn)任意信號(hào)波形的產(chǎn)生,。
1 總體設(shè)計(jì)框圖
由于DDS芯片AD9858的工作頻率可達(dá)1 GHz,，可輸出450 MHz的信號(hào)，因此選擇它來產(chǎn)生雷達(dá)信號(hào)" title="雷達(dá)信號(hào)">雷達(dá)信號(hào),。而要實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的快速轉(zhuǎn)換與脈沖的占空比控制,，就需要采用速度較快的控制芯片，因單片機(jī)C8051F340最高運(yùn)行速度可達(dá)到48 MHz,，又采用流水線工作方式,，執(zhí)行一條指令只需20 ns，速度可以滿足需求,。DDS芯片要輸出信號(hào),，必需要2倍于輸出信號(hào)的參考信號(hào)，這里選用了美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的LMX2531芯片,，它集成了PLL,、VCO和超低噪聲和高精度的LDO，輸入40MHz的震蕩信號(hào),，通過單片機(jī)設(shè)置其內(nèi)部的寄存器,，便可輸出穩(wěn)定的1 GHz信號(hào)作為AD9858的參考信號(hào)。
圖1 總體設(shè)計(jì)框圖
2 信號(hào)源硬件電路設(shè)計(jì)
2.1 控制電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)控制芯片采用Silicon公司的C805117340微控制器,。它具有高速,、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的微控制器內(nèi)核（可達(dá)48 MI·s-1），精確校準(zhǔn)的12 MHz內(nèi)部振蕩器和4倍時(shí)鐘乘法器,，通用串行總線（USB）功能控制器,，有8個(gè)靈活的端點(diǎn)管道，集成收發(fā)器和1 kB FIFO RAM,，64 kB的片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器,，硬件實(shí)現(xiàn)的SMBus／I2C、增強(qiáng)型UART和增強(qiáng)型SPI串行接口4個(gè)通用的16位定時(shí)器,，具有5個(gè)捕捉／比較模塊和看門狗定時(shí)器功能的可編程" title="可編程">可編程計(jì)數(shù)器／定時(shí)器陣列（PCA）片內(nèi)上電復(fù)位,、VDD監(jiān)視器和時(shí)鐘丟失檢測(cè)器多達(dá)40個(gè)端口I／O。采用它可以對(duì)AD9858芯片及LMX2531相應(yīng)的設(shè)置,。
具體的設(shè)計(jì)與引腳連接如圖2所示,。P0.0～P0.4分別接LMX2531的DATA,，CLK，LE,，CE,。P1.2～P1.7接AD9858的控制引腳，P2.0～P3.5接DDS的8位數(shù)據(jù)線和6位地址線,。
圖2 中心控制電路
2.2 DDS信號(hào)產(chǎn)生單元電路
采用AD8958產(chǎn)生模擬雷達(dá)信號(hào),，參考時(shí)鐘采用1 GHz振蕩信號(hào)，由LMX2531提供,，接到AD9858的33腳與34腳,。圖3所示為AD9858的外圍電路連接圖。采用C8051F340對(duì)其內(nèi)部頻率,、相位寄存器進(jìn)行設(shè)置,，以輸出所需信號(hào)。
圖3 DDS信號(hào)產(chǎn)生電路
2.3 參考信號(hào)產(chǎn)生電路
為了使DDS芯片AD958輸出高頻信號(hào),，必須給其高頻率的精準(zhǔn)參考時(shí)鐘,。而LMX2531芯片可以滿足需求。
LMX2531是低供電,，高性能頻率合成器,，它完整地集成了PLL和VCO電路。同時(shí)內(nèi)部集成的低噪聲,、高精度的低壓差穩(wěn)壓器LDO,，使得系統(tǒng)具有更高的噪聲抑制性能和穩(wěn)定性。當(dāng)與高質(zhì)量參考晶振配合使用時(shí),，可產(chǎn)生穩(wěn)定,、低噪聲的本地振蕩信號(hào)。LMX2531是單塊集成電路,，采用先進(jìn)的BICMOS制作工藝,。LMX2531有幾種不同型號(hào)，分別用于不同的頻率段,。該芯片采用三線Microwire接口方式使得編程更容易，接口操作電壓低到1.8 V,。電源供電范圍2.8～3.2 V,。LMX2531為36個(gè)引腳（6 mm×6 mm×0.8 mm）無鉛LLP封裝?？蓽p小PCB板的尺寸,，所以采用它來產(chǎn)生電路的參考時(shí)鐘。LMX2531的外圍電路如圖4所示,。
圖4 LMX2531的外圍電路
2.4 上位機(jī)" title="上位機(jī)">上位機(jī)控制軟件
本電路通過上位機(jī)軟件與單片機(jī)通信,，靈活控制產(chǎn)生模擬雷達(dá)信號(hào)的載頻,、脈寬、重頻,。采用VC6.0軟件設(shè)計(jì)制作上位機(jī)控制軟件,，界面如圖5所示?？梢援a(chǎn)生豐富多樣的雷達(dá)信號(hào),。例如單載頻脈沖信號(hào)、頻率捷變信號(hào),、頻率跳變信號(hào),、重頻變化信號(hào)、脈寬變化信號(hào),，還可以產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)和相位編碼信號(hào),。另外，還可以產(chǎn)生模擬的雷達(dá)干擾信號(hào),，如噪聲調(diào)頻信號(hào)和隨機(jī)挖空信號(hào),。
圖5 信號(hào)源控制軟件
通過設(shè)置，信號(hào)源便可以準(zhǔn)確地輸出所需的模擬雷達(dá)信號(hào),。下面以產(chǎn)生重頻參差信號(hào)進(jìn)行說明,。圖6（a）為對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行設(shè)置產(chǎn)生三重頻參差信號(hào)，圖6（b）為產(chǎn)生的重頻參差信號(hào),，可看出信號(hào)的重頻在步進(jìn)增大,。以圖6（c）為放大的載頻信號(hào)，可以看出測(cè)得載頻為100 MHz,。
圖6 輸出脈寬差分信號(hào)
3 結(jié)束語
本設(shè)計(jì)突出了輸出信號(hào)的靈活性,，而且電路中芯片均采用貼片封裝，最后制作的電路體積較小,，能輸出豐富的模擬雷達(dá)信號(hào),，又顯示了它強(qiáng)大的功能。經(jīng)過測(cè)試表明,，該信號(hào)源在功能上滿足系統(tǒng)的研究要求,，該方案的各項(xiàng)性能指標(biāo)均較高，從而證實(shí)了其可行性和前瞻性,，并且在相位噪聲,、雜散抑制度、諧波抑制度等方面有較好的表現(xiàn),。