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,，因此選擇它來產(chǎn)生雷達(dá)信號" title="雷達(dá)信號">雷達(dá)信號,。而要實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號的快速轉(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，必需要2倍于輸出信號的參考信號,，這里選用了美國國家半導(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,，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信號作為AD9858的參考信號,。

圖1 總體設(shè)計(jì)框圖

　　2 信號源硬件電路設(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倍時鐘乘法器,，通用串行總線（USB）功能控制器，有8個靈活的端點(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個通用的16位定時器,，具有5個捕捉／比較模塊和看門狗定時器功能的可編程" title="可編程">可編程計(jì)數(shù)器／定時器陣列（PCA）片內(nèi)上電復(fù)位,、VDD監(jiān)視器和時鐘丟失檢測器多達(dá)40個端口I／O。采用它可以對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信號產(chǎn)生單元電路

　　采用AD8958產(chǎn)生模擬雷達(dá)信號,，參考時鐘采用1 GHz振蕩信號，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對其內(nèi)部頻率,、相位寄存器進(jìn)行設(shè)置，以輸出所需信號,。

圖3 DDS信號產(chǎn)生電路

　　2.3 參考信號產(chǎn)生電路

　　為了使DDS芯片AD958輸出高頻信號,，必須給其高頻率的精準(zhǔn)參考時鐘。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,，可產(chǎn)生穩(wěn)定、低噪聲的本地振蕩信號,。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，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個引腳（6 mm×6 mm×0.8 mm）無鉛LLP封裝,。可減小PCB板的尺寸,，所以采用它來產(chǎn)生電路的參考時鐘,。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。例如單載頻脈沖信號,、頻率捷變信號,、頻率跳變信號、重頻變化信號,、脈寬變化信號,，還可以產(chǎn)生線性調(diào)頻信號和相位編碼信號。另外,，還可以產(chǎn)生模擬的雷達(dá)干擾信號,，如噪聲調(diào)頻信號和隨機(jī)挖空信號。

圖5 信號源控制軟件

　　通過設(shè)置,，信號源便可以準(zhǔn)確地輸出所需的模擬雷達(dá)信號,。下面以產(chǎn)生重頻參差信號進(jìn)行說明。圖6（a）為對輸出信號進(jìn)行設(shè)置產(chǎn)生三重頻參差信號,，圖6（b）為產(chǎn)生的重頻參差信號,，可看出信號的重頻在步進(jìn)增大。以圖6（c）為放大的載頻信號,，可以看出測得載頻為100 MHz,。

圖6 輸出脈寬差分信號

　　3 結(jié)束語

　　本設(shè)計(jì)突出了輸出信號的靈活性，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，又顯示了它強(qiáng)大的功能,。經(jīng)過測試表明,，該信號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),。