1   引   言

       随着科学技术的发展,雷达对信号的要求越来越高。雷达信号必须具有频率捷变、波形参数捷变和自适应跳频的能力。传统的模拟方法只能产生单一的雷达信号,而利用直接数字合成（DDS）是解决这一问题的最好途径。专用DDS电路AD9854可以产生点频、线性调频、FSK、BPSK等各种信号形式,其幅度和相位一致性好,还有电路控制简单、方便灵活、可靠性高等优点。

       2   AD9854 的结构特点

       AD9854是Analog Devices公司推出的专用DDS电路,主要特点如下：
    
      （1）工作速度高达300MHz,单电源3.3V供电,最大功耗1.2W（利用节能方式降低）,窄带杂散83dB,宽带56dB,宽带杂散随着频率的提高降至48dB。
    
      （2）包含两个12位高速、高性能D/A转换器和比较器,还有两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键以及时钟可编程。

       3   基于AD9854 的原理框图

       一般DDS输出频率范围从直流到40％fC,相对带宽很宽,但目前时钟频率fC较低,使DDS直接输出频率上限较低,实际工作频带较窄。为了扩展带宽,提高DDS频率上限,我们常采用倍频、数字上变频、混频等方法。下面主要介绍用DDS加其他合成技术产生宽带雷达信号的两种方案。分别如图1和图2所示。

                                               图1   DDS+倍频扩展频带方案的原理框图

                                                   图2   DDS+PLL 扩展频带方案的原理框图

       方案1采用开环系统结构,使得该系统具有很快的频率捷变速度,结构简单,低杂散、低谐波性能容易实现。方案1的相位噪声和杂散性能主要受DDS特性的影响,表现在相位截断误差、幅度量化误差以及DAC非线性引起的误差。 方案2除了受DDS特性的影响,还受LF、VCO的影响。方案2采用闭环系统结构,故频率转换时间较长,由于采用了锁相倍频环,具有很高的工作频率、宽的频带及纯的频谱。 由于采用了专用DDS电路,故两者都具有频率稳定度高、可编程控制等优点。

       4   AD9854 的软件编程

       AD9854有5种可编程的工作模式,可以在控制寄存器中设置,分别为:

       （ 1） Single- Tone （ Mode 000） ;
       （ 2） Unramped FSK （ Mode 001） ;
       （ 3） Ramp FSK （ Mode 010） ;
       （ 4） Chirp （ Mode 011） ;
       （ 5） BPSK （ Mode 100） 。 
       下面就（4）、（5）两种工作模式的软件编程作一详细介绍。

       4.1   FMChirp 的基本编程步骤 
      将1个初始频率f0写进FTW1中（FrequencyTuneWord1,并行寄存器地址04H－09H）,FTW1由FTW1=（期望输出频率×2） /系统时钟确定,其中N为相位累加器分辨率。 Frequency Word,并行寄存器地址10H－15H）。 Rate Clock,并行寄存器地址1AH－1CH）。

       当编程完成后,触发引脚20上的I/O更新脉冲。
例程1：（DSP 采用Analog Devices公司的AD21065L）
＊ ＊＊ ＊ 长 脉冲 纯 线 性调 频 ＊ ＊＊ ＊ ＊
chirp_100: M0=0x04 ;
f0=16MHz R8=0x14 DM（ M0,I0） =R8 M0=0x1E ;
SYSTEM CLK=40M× 5=
DM（ M0,I0） =R8 
M0=0x05 
R8=0x80 
DM（ M0,I0） =R8 
M0=0x1F ; 工 作 模 式 =011
R8=0x86  
DM（ M0,I0） =R8  
M0=0x1C  ; RAMP CLK=0.1μ s 
R8=0x13;  
DM（ M0,I0） =R8  
M0=0x11  ; Delta Frequency=8kHz 
R8=0x01  
DM（ M0,I0） =R8  
M0=0x12  
R8=0xDC;  
DM（ M0,I0） =R8  
M0=0x13  
R8=0xE0  ;
200MHzR8=0x45DM（ M0,I0） =R8M0=0x1F ;
acc2 置 1R8=0xc6DM（ M0,I0） =R8BIT SET ASTAT ASTAT_FLG2;
产 生 一个 UPDATE CLKNOP BIT CLR ASTAT ASTAT_FLG2
Chirp_100_end BIT SET MODE1 IRPTEN RTI NOP NOP

       4.2   BPSK 的基本编程步骤

       将载频f0写进FrequencyTuningWord1。 Adjust Register 1和2中。 连接BPSK数据源到引脚29。 当编程完成后,触发引脚20上的I/O更新脉冲。
例程2：（DSP采用AnalogDevices公司的AD21065L）
＊＊＊＊＊二相码子程序＊＊＊＊＊

bpsk_100: M0=0x04 ;F0=20MHz R8=0x19 DM（ M0,I0） =R8 M0=0x05 R8=0x80 DM（ M0,I0） =R8 M0=0x1E ;SYSTEM CLK=40M× 5=

:200MHzR8=0x45DM（ M0,I0） =R8M0=0x1F ;工 作 模 式 =100

R8=0x08 DM（ M0,I0） =R8 M0=0x1F ;acc2 置 1R8=0xc6 DM（ M0,I0） =R8 M0=0x00 ;初 相 为 90°R8=0x10 DM（ M0,I0） =R8 M0=0x02 ;初 相 为 270°R8=0x30 DM（ M0,I0） =R8 BIT SET ASTAT ASTAT_FLG2

;产 生 一 个 UPDATE CLKNOP BIT CLR ASTAT ASTAT_FLG2

bpsk_100_end: BIT SET MODE1 IRPTEN RTI

NOP NOP

       5   结   论

       由于采用全数字结构,DDS具有极高的频率分辨率(达Hz、mHz)、极短的频率转换时间(可达ns量级)、输出频率相对带宽很宽、具有任意波形输出能力和程控灵活等特点,是传统的模拟信号产生技术无可比拟的。但DDS是1种新技术,目前输出频率还不高,它的全数字结构,又带来了杂散电平和谐波电平高的缺陷。