基于DDS的多通道信号源设计

[导读]2.2单频点信号产生本系统要产生12MHz和48MHz的正弦波信号，根据输出频率的计算公式：f=(FTWfs)/232，可以算出频率控制字FTW的值为FTW=(fo232)/fs，当fs=500MHz时2.2单频点信号产生本系统要产生12MHz和48MHz的正弦波信号，根据输出频率的计算公式：f=(FTW·fs)/232，可以算出频率控制字FTW的值为FTW=(fo·232)/fs，当fs=500MHz时，输出12MHz频率对应的频率控制字为：FTW=0624DD2F;48MHz对应的频率控制字为：FTW=189374BC。然后只需要将控制字写到AD9995的CTW0寄存器中即可。下面是具体的操作过程：(1)AD9959初始化，使其内部寄存器处于初始状态，即工作模式为单频模式，频率控制字和相位控制字均置0，Single-Bit串行数据传输。(2)设置系统参考频率为100MHz，倍频为PLL=5。(3)通道0使能位置1，其他通道使能位都置0。(4)使用串行I/O口，发送通道0所需要的频率控制字0624DD2F到I/OBuffer。(5)通道1使能位置1，其他通道使能位均置0。(6)使用串行I/O口，发送通道1所需要的频率控制字189374BC到I/OBuffer。(7)发送I/O_UPDATE信号，将I/OBuffer中的数据传送到内部寄存器(ActiveRegister)。输出信号的波形可以在测试结果与分析中的图4和图5看到。2.3线性调频信号产生AD9959没有直接产生线性调频的功能模式，但是可以通过间接的方法实现此功能，其原理与能产生线性调频的AD9854一样，都是在线性扫频的过程中改变扫频步进控制字(RDW/FDW)和扫频驻留时间控制字(RSRR/FSRR)。所以只有在AD9959扫频的过程中根据实际需要不停地更改RDW/FDW和RSRR/FSRR，就可以得到线性调频信号。对于线性调频工作状态的实现，还有一点需要说明。由于线性调频信号是有时宽限制的，因此在输出线性调频信号的时候，需要外部定时器来实现对时宽的控制。具体操作为：先把线性扫频模式配置为非驻留线性扫频模式，然后指定起始频率、结束频率、上升扫频步进控制字(RDW)和上升扫频驻留时间控制字(RSRR)，最后利用单片机的定时器精确定时控制P2管脚，以对线性调频信号进行精确控制。本系统需要产生带宽30MHz的线性调频信号，在这里将中心频率设为50MHz，故起始频率设为35MHz，结束频率设为65MHz，上升扫频步进频率设为1kHz，上升扫频驻留时间设为最小值8ns，然后给系统送一个I/O_UPDATE信号，把将写入到寄存器的值导入到DDS内核中。当P2由低电平变到高电平时(具有I/O_UPDATE功能)，AD9959就开始从起始频率扫向结束频率，每过8ns芯片自动将RDW的值送到频率累加器(不是相位累加器)，以线性改变输出的频率值，当到达结束频率时，DDS芯片会自动返回到起始频率。此过程的时间总共为240μs(即时宽为240μs)，定时器精确定时240μs后，P2取反，周期变化，这样就可以周期地产生线性调频信号了，其实际输出波形如图6所示。3测试结果与分析经过实验调试，最终输出了单频点的12MHz，48MHz信号和带宽为30MHz的线性调频信号。下面是测试所得图片。图4显示了12MHz信号输出波形。可以看出，其波形失真度小，而且实测输出频率为11.9986MHz，非常接近12MHz，波动范围为11.914MHz到12.073MHz，输出频率稳定。图5显示了48MHz信号输出波形。可以看出，其波形失真度小，而且实测输出频率为48.01721MHz，与所要求的输出频率相差不大，输出频率稳定。图6显示了带宽为30MHz线性调频信号的输出波形。可以看出，输出信号的波形幅度稳定，相位连续，失真度小。4结语DDS作为一种成熟的技术已经得到了广泛的应用。本系统就是在DDS芯片AD9959的基础上实现了2kHz～200MHz频段任意频点的正弦波信号输出以及带宽为30MHz的线性调频信号输出，AD9959有4个输出通道，通道之间隔离度均值达到了74.2dBm，具有良好的隔离度，其输出信号经示波器、频谱仪分析稳定性好，频率相位分辨率高，相噪低，能满足无源雷达信号源以及其他设备信号源的要求，具有很好.的应用价值。