基于AD9898的UHF波段頻率合成器設計
摘要:介紹了DDS+PLL系統(tǒng)的信號產生原理,給出了采用直接數(shù)字頻率合成器AD9898來激勵AD4113鎖相環(huán)模塊等高集成度芯片,進而設計UHF波段頻率合成系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)原理和主要電路設計方法。該UHF波段頻率合成系統(tǒng)的頻帶為l~2GHz,主要應用于穿墻雷達系統(tǒng)。
關鍵詞:穿墻雷達;信號源;AD9858;DDS;PLL
O 引言
穿墻雷達是一種能夠穿透非金屬墻壁,并對墻壁后面人員或物體進行探測、追蹤和定位的雷達系統(tǒng),一般采用超帶寬步進體制。本實驗室搭建的穿墻雷達系統(tǒng)需要一個l~2 GHz頻帶的信號源。根據(jù)系統(tǒng)帶寬以及雜散、相位噪聲等系統(tǒng)參數(shù)要求,筆者采用DDS+PLL混合頻率合成技術,并充分利用AD9858等高集成化芯片,設計了一種可滿足系統(tǒng)信號源輸出要求的頻率合成器。
1 系統(tǒng)原理與結構
DDS+PLL頻率合成器的基本原理是用一個低頻、高分辨率的DDS頻率來激勵或者插入PLL,然后將兩者的優(yōu)勢結合起來產生高品質的信號
源。
本文采用DDS激勵PLL的方案來滿足系統(tǒng)要求。本系統(tǒng)采用高穩(wěn)定的頻率源作為系統(tǒng)參考時鐘;并在單片機的控制下把頻率控制字和相位控制字寫到DDS內部寄存器,然后由DDS產生一個頻率和相位都可以編程控制的模擬正弦波輸出,并把DDS的輸出作為PLL的參考信號,最后根據(jù)穿墻雷達系統(tǒng)要求的信號頻率來設定分頻器的分頻比N,從而得到系統(tǒng)輸出信號。此類方案實現(xiàn)的信號源具有較高的頻率和較快的頻率轉換速度,而AD9858等集成芯片的高性能則使系統(tǒng)在雜散和噪聲方面也能達到要求。
2 電路設計
本系統(tǒng)的電路設計主要分為DDS模塊和PLL模塊兩大部分,其系統(tǒng)框圖如圖l所示。
2.1 DDS模塊電路設計
本系統(tǒng)由DDS來保障較高的頻率分辨率和良好的參考源性能,而由PLL提高頻率輸出并濾除DDS輸出雜散,跳頻方式則通過對DDS和PLL的
控制來實現(xiàn)。
AD9858的外接1 GHz時鐘點頻源可使用ADF4360_2生成,并可使用ADIsimPLL仿真,其基本電路原理圖如圖2所示。ADF4360_2的參考時鐘使用100MHz有源晶振,實際電路設計時需加入濾波后再接到Ref端口。輸出頻率為2 GHz,可以設置為2分頻輸出,也可以在AD9858芯片內部設置為2分頻輸入。
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