基于AD9854的高品質LFM設計

隨著雷達技術的發展，線性調頻信號已經廣泛應用于高分辨率雷達領域。過去獲得線性調頻信號主要借助模擬方法。其中，包括VCO方法和聲表面波方法。這兩種脈沖電壓信號的產生方法因其一些固有缺陷，如對環境溫度比較敏感，信號波形比較單一，信號產生的重復性差，線性度及信號間的相關性不理想等，制約了雷達整機性能的提高。目前，VCO方法和聲表面波方法已漸漸被數字方法所取代。直接數字頻率合成方法具有傳統方法所不具備的許多突出優點，如頻率分辨率和切換速度高，頻率切換時相位可保持連續，超寬的頻率范圍，能實現各種調制波和任意波形的產生以及易于實現全數字化設計等。然而，其全數字化的工作原理也給它帶來了兩個缺點：一是輸出雜散較大；二是輸出帶寬將受到限制。但是，這一缺陷隨著新工藝和新算法的出現正在逐漸得到改善。

1 AD9854功能簡介
1．1 AD9854基本功能
(1)所有功能可以在內置寄存器中靈活設置；
(2)系統時鐘：300 MHz，可單端輸入，亦可差分輸入；
(3)雙48位可編程頻率控制寄存器(一路為頻率控制字，另一路為步進頻率控制字)，其相位累加器的有效輸出位數為17位，波形存儲器數據總線位數為12位，保證了極好的數字自由雜散動態范圍；
(4)頻率分辨率可達到1．066 μHz；
(5)輸出頻率可從零頻開始到120 MHz，能產生兩路正交、高穩定的頻率、相位、幅度可編程控制的信號；
(6)具有反辛格包絡濾波功能；
(7)14位數控調相或相移鍵控(PSK)；
(8)具有掃頻(Chirp)功能；
(9)頻移鍵控(FSK)功能；
(10)三種控制和配置方式：并行端口、兩線串口控制、三線串口控制。
(11)單+3．3 V電源工作。
1．2 AD9854組成框圖
圖1是AD9854的功能結構框圖。AD9854主要包括了四大部分：頻率累加器(ACC1)實現調頻信號時頻率隨時間變化引起的相位值累加；相位累加器的(ACC2)實現將頻率轉換字和頻率累加器相加的值累加，同時將有效輸出位數截為17位；相位幅度轉換輸出正交的兩路12位信號；D／A轉換將12位的數字信號轉換成模擬的電流信號。AD9854支持多種模式的信號輸出，芯片的編程和控制設置都是通過串口或并口實現的。除此之外，還有以下功能：在確保系統時鐘不超過300 MHz時，可以對參考頻率進行4～20倍頻，作為系統時鐘；Q路的輸出直流可以通過一個專門12位寄存器進行控制。由于DDS的固有結構使得DDS產生的I／Q信號，當LFM脈沖休止期，Q路信號輸出為直流最大值，而工程上要求輸出無直流，可以通過這一功能實現在脈沖休止期對Q路輸出進行控制。