基于AD9854的中频信号正交解调设计
基于AD9854的正交扫频信号源实现方案
基于AD9854的正交扫频信号源一、技术介绍DDS技术D9854中使用的DDS技术是根据奈奎斯特采样定律，从连续信号的相位出发将一个正弦信号取样、量化、编码，形成一个正弦函数表，存于EPROM中；合成时，通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量。
相位增量不同，一个正弦周期内的采样点数不同。
在时钟频率即采样频率不变的情况下，通过相位的改变来实现频率的改变，计算公式为MCU AD9854键盘 LCD 电源 电源 t f t P ∆=∆=∆πω2，经转换得ππ2/)()2/(CLK f P t P f ⨯∆=∆⨯∆= 。
其中P ∆为相位变化，ω为角频率，t ∆为时钟周期，CLK f 为时钟频率。
由式中可知，改变相位值P ∆，就可改变合成信号的频率f 。
由于N 位相位累加器对π2进行量化，即对π2取2N 个点，则P ∆可取0～2N-1。
将其代入得NCLK FC f W f 2/)(⨯= ，其中FC W 为频率控制字，取值为0～2N-1。
将这种变化的相位/幅值量化的数字信号通过D/A 转换即可得到合成的相位变化的模拟信号频率。
三、 各模块设计1、 M CU 电源 5V (12V 转5V)1N4007：稳压二极管稳压二极管的白色的那一端为正极，利用1N4007反向击穿特性实现稳压，因而从阴极输入。
测试得，输入VCC12=12.29V , 输出为VCC5=5.05V 。
2、 A D9854电源3.3V （5V 转3.3V ）MBR360：肖特基二极管，反向耐压60V ，正向最大连续电流3A ，瞬间峰值电流80A ，在3A 正向电流下的压降（典型值）是0.74V 。
3、A D9854芯片结构及工作模式AD9854是美国AD公司采用先进的DDS技术生产的具有高集成度的电路器件。
它内部集成了48Bit频率累加器、48Bit相位累加器、正余弦波形表、高速、高性能的正交D/A转换器以及调制和控制电路，能够在单片机上完成频率调制、相位调制、幅度调制和IQ正交调制等多种功能。
基于AD9854的信号发生器设计
基于AD9854的信号发生器设计
陶益凡;唐慧强;黄勋
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(022)005
【摘要】介绍了用数字方式实现频率合成技术的基本原理和DDS芯片AD9854的内部结构及工作模式.设计了一种采用单片机控制AD9854为核心的信号发生器,它具有输出信号波形种类多、精度高、可程控等特点.文中详细分析了该信号发生器的系统结构、软硬件设计和具体实现电路.
【总页数】3页(P241-243)
【作者】陶益凡;唐慧强;黄勋
【作者单位】210044,南京信息工程大学;210044,南京信息工程大学;210044,南京信息工程大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN914.3
【相关文献】
1.一种基于AD9854的信号发生器的控制系统 [J], 任青莲;韦晓璐
2.基于MSP430和AD9854的可程控信号发生器设计 [J], 王梦龙
3.基于AD9854的高精度高频信号发生器 [J], 马陆;乔卫民;范进;敬岚
4.基于AD9854的信号发生器设计 [J], 陶益凡;唐慧强;黄勋
5.基于AD9854的线性调频信号发生器的设计 [J], 冀勇钢;都淑名;
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基于AD9854的简易频率特性测试仪
基于AD9854的简易频率特性测试仪作者：王敏来源：《数字技术与应用》2013年第09期摘要：在双端口网络频率特性测试仪的设计过程中，根据零中频正交解调原理，采用数字直接频率合成技术（DDS）专用的集成电路AD9854输出两路正交正弦信号，作为正交扫频信号源，以单片机MSP430F6638为控制核心，通过A/D和D/A转换器、放大器、模拟乘法器、低通滤波等外围电路，可以对测试网络进行点频以及1MHz～40MHz频率范围内扫频等测量，并在320x240超大液晶屏上清晰地显示被测双端口网络的幅频特性和相频特性曲线，具有电压增益、相移和频率坐标刻度，人机交互界面友好。
关键词：DDS 正交解调模拟乘法器滤波扫频中图分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0069-02扫频测量在现代电子测量中占有重要的地位，运用频率特性测试仪可以动态地测量被测网络的传输特性。
传统的模拟扫频仪大多是用LC电路构成的扫频振荡器，其结构复杂，价格昂贵，体积庞大，而且只能显示幅频特性曲线，不能得到相频特性曲线，给使用者带来诸多不便。
目前，国内外的频率特性测试仪主要集中在射频和高频，中低频的产品比较少，而且价格相当昂贵，因此，我们设计的频率特性测试仪频率范围为1MHz～100MHz，幅度测量精度小于1dB，相位测量精度小于1度，可以在320x240超大液晶屏上清晰地显示被测双端口网络的幅频特性和相频特性曲线，并且具有电压增益、相移和频率坐标刻度。
1 DDS技术及AD9854芯片简介（1）DDS技术。
DDS（直接数字式频率合成技术）是将波形数据先存储，然后在频率数据和基准脉冲的作用下通过相位累加器从存储器中读出波形数据，经数模转换和滤波输出。
DDS技术具有频率转换时间短、频率稳定度高、相位噪声低、相位分辨率高、输出相位连续以及良好的调制特性等特点。
传统的数字锁相环频率合成技术频率范围较大，但难以达到很小的频率间隔，频率转换时间较长，达ms级，并且难以达到很小的频率间隔，整个测试仪的反应速度就会很慢。
基于AD9854产生MSK调制信号详细说明
基于AD9854产生MSK调制信号详细说明
AD9854特征300M内部时钟频率
可进行频移键控（FSK），二元相移键控（BPSK），相移键控（PSK），脉冲调频（CHIRP），振幅调制（AM）操作
正交的双通道12位D/A转换器
超高速比较器，3皮秒有效抖动偏差
外部动态特性：
80 dB无杂散动态范围（SFDR）@ 100 MHz （1 MHz）AOUT
4倍到20倍可编程基准时钟乘法器
两个48位可编程频率寄存器
两个14位可编程相位补偿寄存器
12位振幅调制和可编程的通断整形键控功能
单引脚FSK和BPSK数据输入接口
PSK功能可由I/O接口实现
具有线性和非线性的脉冲调频（FM CHIRP）功能，带有引脚可控暂停功能
具有过渡FSK功能
在时钟发生器模式下，有小于25 ps RMS抖动偏差
可自动进行双向频率扫描
能够对信号进行sin（x）/x校正
简易的控制接口：
可配置为10MHZ串行接口，2线或3线SPI兼容接口或100MHZ 8位并行可编程接口3.3V单电源供电
具有多路低功耗功能
单输入或差分输入时钟
小型80脚LQFP 封装。
ad9854单片机程序详细说明(ad9854结构框图及电路)
ad9854单片机程序详细说明（ad9854结构框图及电路）
ad9854结构框图如图4-2所示，AD9854内部包括一个具有48位相位累加器、一个可编程时钟倍频器、一个反sinc滤波器、两个12位300MHzDAC，一个高速模拟比较器以及接口逻辑电路。
其主要性能特点如下：
1.高达300MHz的系统时钟;
2.能输出一般调制信号，FSK，BPSK，PSK，CHIRP，AM等：
3.100MHz时具有80dB的信噪比：
4.内部有4*到20*的可编程时钟倍频器：
5.两个48位频率控制字寄存器，能够实现很高的频率分辨率。
6.两个14位相位偏置寄存器，提供初始相位设置。
7.带有100MHz的8位并行数据传输口或10MHz的串行数据传输口。
两款ad9854应用电路电路一：
下面给出一种用AD9854开发高精度频率信号发生器的简易方法，开发者只需要熟悉MCS-51单片机编程即可。
该系统具有开发周期短，开发成本低的特点，也可以作为探索AD9854功能的一种方法，它的电路原理图见图2。
系统主要由DDS芯片AD9854、单片机AT89C51、看门狗定时器X25045和LED显示驱动芯片MAX7219组成。
在这个系统中提供了8位七段LED显示器，其中前五位为输出频率值，显示范围为00.000～99.999MHz，后三位为幅度显示位，显示范围为0～999，表示幅值从零幅度到满幅度的变化。
电路二：
正交信号源选择了DDS芯片AD9854，具体实现电路见下图。
对AD9854进行编程控制，使之输出两路幅度相同并且正交的信号，然后对输出信号进行滤波，使得正弦波变得更加平滑，滤波之后再把输出峰值为512mV的信号放大2倍到1.24V。
基于AD9854的高品质LFM设计
基于AD9854的高品质LFM 设计李增有,卢长海,韦俞锋(中国人民解放军91550部队92分队 辽宁大连 116023)摘 要:生产工艺的不断进步,使得采用全数字电路设计的高品质L FM 技术日趋成熟。
采用AD9854设计的高品质L FM 已在我部某新型高精度雷达中得到应用。
在此详细阐述了采用直接数字频率合成与正交调制融合方法实现L FM 的设计方案。
测试结果表明,该L FM 频率精度、稳定度、带内杂散抑制等各项技术指标优良,能够满足新一代高精度测量雷达的应用需求。
关键词:L FM ;AD9854;正交调制;雷达DDS中图分类号:TP368.1 文献标识码:B 文章编号:10042373X (2009)222207203Design of High Q u ality LFM B ased on AD9854L I Zengyou ,L U Changhai ,WEI Yufeng(92Group ,PLA 91550Army ,Dalian ,116023,China )Abstract :Advancement of manufacture makes technique of designing high quality L FM with entire digital electro 2circuit increas 2ingly perfect.The L FM based on AD9854has been applied in our new high precision radar.The design of high quality L FM based on immersion method of DDS and Quadrature modulation is introduced.Experiment result proves L FM ′s frequency precision ,frequency stability ,band spurious control and so on technical standards are good ,it meets application demands of new high precision radar.K eywords :L FM ;AD9854;quadrature modulation ;radar DDS收稿日期:2009205221 随着雷达技术的发展,线性调频信号已经广泛应用于高分辨率雷达领域。
基于AD9854的线性调频信号发生器的设计
在频率较高的情况下 ，信号噪声很大，影响信
号质 量，信号频率升高后，峰值会进一步下降 。 为此需要在 ＡＤ ９ ８ ５ ４发出信 号后进 行滤波，滤
２ Ａ Ｄ ９ ８ ５ ４ 芯 片简介与特点
ＡＤ９ ８ ５ ４数字 合成器是 高集 成度的器件 ， 它采 用先进 的 ＤＤＳ技 术，片 内整合 了两路高
波后电路进行放大，最后通过示波器显示输出
速、 高性 能正 交 Ｄ ／ Ａ转换 器通 过数 字化 编程
３线性 调频电路硬件设计
＜ ＜下转 １ ４ ２页
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 电子技 术 与软 件工程 ・１ ４１
＝
２ ７ Ｐ Ｆ
工 ４ ７ Ｐ Ｆ
：
Ｉ ：
图２ ：４ ０ Ｍ低 通 滤 波 器
＋５ Ｖ ＧＮＤ
的测高性能和抗干扰 能力。要进一步提高这种 体 制雷达高度表 的性 能，当前解决方法只能是 提 高发射功率 。然而 ，大功 率脉冲 体制雷达容 易被敌方侦察和干扰 ，在 一定程度上会降低该 雷达 高度表的安全性 。 连续 波线 性调 频体 制 雷达 高度表 比脉 冲 体 制高度表具有更好 的性能。 目前，产生线性 调频信号有两种基本方 法，即模拟法和数字法 闭。模拟法是传统 的方法 ，又 可分 为有源 和无 源 两种方法 。有源法存在线性 调频信 号的载波 与基准信号相位不相参 的问题 ，并且振荡器长 期和 短期稳定度差 ，振荡频率 随温度变化会 有 漂移 ，相 位噪声性能亦不佳 。无源法产生 线性 调频 信号的方法难 以实现大的时宽和带宽 。 直 接 数字 频率 合成 是一 种产生 线 性调 频 信 号的数字法。用这种方法产生线性调频信 号 及其 它频率合成信号 的技术 日益受 到重视 ，并 得 到了广泛的应用 。通过单片机控制 ，直接 数 字频 率合 成技术能产生频率 、幅度 、相位精确 可 以输 出 Ｉ 、Ｑ两路合 成信 号。在高 稳定度 时 钟 的 驱 动 下 ，Ａ Ｄ９ ８ ５ ４将 产 生 一 高 稳 定 的频
基于AD9854的雷达信号源设计与实现
基于AD9854的雷达信号源设计与实现袁辉;李延香【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(34)21【摘要】使用AD9854芯片和FPGA,基于DDS理论设计并实现了多模式多波形雷达信号源.它可模拟LFM、NLFM、单频、相位编码等多种脉冲信号波形,能有效验证脉冲压缩与信号处理单元的工作性能.测试结果表明,该系统能满足设计要求.%A multi-mode and multi-waveform radar signal generator based on DDS was designed with AD9854 and FPGA, which can be used to simulate various pulse signal waveforms such as LFM, NLFM, single frequency and phase code with wide Doppler modulation and long time delay adjustment. The performance of pulse compression and signal processing unit can be verified effectively. The testing result shows that the system can satisfy the requirement.【总页数】5页(P23-27)【作者】袁辉;李延香【作者单位】陕西工业职业技术学院信息工程学院,陕西咸阳 712000;咸阳师范学院,陕西成阳 712000【正文语种】中文【中图分类】TN958.3-34【相关文献】1.基于DDS的雷达校准信号源设计与实现 [J], 黄玉仙;李铁成;许国宏2.一种基于国产IC的有源相控阵雷达信号源设计与实现 [J], 翟胜伟;张晓伟;杨咚咚3.基于AD9858的雷达信号源设计与实现 [J], 吕艳;戚继明;奚玮4.基于DDS的雷达中频信号源设计与实现 [J], 綦睿;罗丰;吴顺君5.基于AD9858的宽带雷达信号源设计与实现 [J], 段龙辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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赤 峰 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｆ ｅ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｍｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
信号中的同相和正交两个分量 ， 根据 ｘ 、 ｘ ， 通过 Ａ ／ Ｄ采样转换为数字信号 ｘ （ ｎ ） 、 ｘ Ｑ （ ｎ ） ， 就可以对各种
本 文 在模 拟 域对 中频 信号 利 用 正交 基 带 变 换
原理进行正交解调 ， 其 目的是去掉调制信号 中的载 频， 将信号变到零 中频ｆ 基带） ． 中频信号通过带通滤 波器后分成两路信号分别进行处理． 本振信号也分 成两路 ， 对其中一路进行 ９ ０度相移 ， 得到与另一路
７ ０ ＭＨｚ 信号 ， 通过 Ａ Ｄ６ ０ ３为 单元 的程 控 衰减 电路 ， 调 整幅度 ， 为 中频 信 号正 交 解调 提 供 两路 正 交信 号． 并
且 可 以基 于 Ｆ Ｐ ＧＡ芯 片通过 Ｖ ＨＤＬ设 计科斯 塔斯 （ ｃ ｏ ｓ ｔ ； ａ ｓ ） 锁 相环 对信 号进 行载 波跟踪 ． ．
环节 ， 以及 通过 进一 步处 理与变 换 而获 取 目标 的有 关特 征 ，并 对 目标进 行识 别 或 分类 的处理 基础 ． 宽 带 雷达 的直 接解 调 沿 用 了窄 带 雷达 直 接 解调 的处
一
．
ｎ ｎ ｃ Ｉ
Ｄ
Ｉ
， Ｃ １
图 １ 正 交解 调 实 现 模 型
个载频的实调制信号可以表示为 ：
ｘ （ Ｉ ） ＝ ａ （ １ ） ｃ ｏ ｓ （ Ｏ ） ｃ ｔ ＋ ￣ （ ｔ ） ）
理流程 ， 属于经典的正交解调技术． 当前， 中频正交 解调法应用广泛． 理论上， 任何调制方式 的中频信号 均可使用正交解调， 依据调制方式的不同恢复原信 号． 输入的中频信号通过模拟乘法器分别和两路正 交 的中频载波信号相乘实现输入信号在频域的搬
移， 然后 通 过 模 拟 低 通 滤 波 器 得 到 Ｉ （ ｉ ｎ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ， 同相 ）
上式的复信号变换式为 ：
ｚ （ ｔ ） ＝ ａ （ １ ） ｃ ０ ｓ （ （ ｏ ＋ （ ｔ ） ） ＋ ｊ ａ （ ｔ ） ｓ ｉ ｎ （ ｔ Ｏ ｃ ｔ ＋ Ｏ （ ｔ ） ）
其中ａ （ ｔ ） 为信号 的幅度 ， ‘ １ ） 为载波的角频率 ， （ ｔ ） 为初始相位．
正交 解调后 的得到 的基带 信号 为 ：
Ｚ （ １ ） ＝ ａ （ １ ） ｃ ｏ ｓ （ ￣ （ ｔ ） ） ｃ ｏ ｓ （ ｔ ｏ ｏ ｔ ） 一 ａ （ ｔ ） ｓ ｉ ｎ （ ｅ （ ｔ ） ） ｓ ｉ ｎ （ ｔ ｏ ｏ ｔ ）
＝
和Ｑ （ ｑ ｕ ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， 正交） 两路基带信号， 从而实现信号 的下变频搬移和得到两路正交信号．
２ 正 交 解 调 的 原 理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｘ Ｉ （ ｔ ） ｃ ｏ ｓ （ ｃ ｏ ｏ ｔ ） － Ｘ ｏ （ ｔ ） ｓ ｉ ｎ （ ｃ ｏ ｏ ０
其中ｘ 。 （ ｃ ］ ａ ｏ 》 ｃ ｏ ｓ （ 【 ） ） ， ｘ ＝ ａ （ ｔ ） ｓ ｉ ｎ （ ｔ ） ） ． 分别为基带
调制样式进行解调． 调幅（ Ａ Ｍ ） 解调： ％ ／ — Ｘ ｌ （ ｎ ） ２ ＋ — Ｘ Ｑ （ ｎ ￣＝ ａ
（ ｎ ） ， 调相（ Ｅ ） 解ｉ Ｎ： ａ ｒ ｃ ｔ ａ ｎ Ｘ ／ Ｘ Ｑ （ ｎ ） ／ Ｘ Ｉ （ ｎ ） ＝ （ ｎ ） ， 调频（ Ｆ Ｍ）
解调 ： （ ｎ ） 一 （ ｎ 一 １ ） ＝ ｆ （ ｎ ） ．
３ 正 交解 调 系统 设计 与 实现
正交的信号． 这两路本振信号分别与两路中频信号
实现正交解调对本振信号 的产生有两方 面的
要求 ： 首先要求本振和信号载波 同频同相 ， 否则正 交解调后的信号会产生频差和相差 ， 不利于信号恢 复； 其次要求 两个本振信号 ｃ ｏ ｓ （ ｃ Ｏ ｃ ０ 和ｓ ｉ ｎ （ Ｏ ） ｃ ｔ ） 完全 正交 ， 否则由 Ｉ 、 Ｑ两路信号恢复原信号时会产生虚
调 的模 型如 图 １ 所示 【 ” ．
１ ＝： Ｊ １： ： ：Ｉ
宽 带 雷 达 的发 射 信 号 相 对 带 宽 一 般 在 １ ％到
２ ５ ％之间， 一些先进的高分辨率成像雷达更要求发 射信号相对带宽大于 １ ０ ％． 宽带雷达必须采用宽带 发射信号和相应的信号处理技术． 正交解调和脉冲 压缩处理仍然是宽带雷达各种信号处理 时的首要
进行运算 ， 得到两路正交 的信号 ， 即Ｉ 路和 Ｑ路信
号， 紧接着对这两路正交信号进行 Ａ ／ Ｄ转换 ， 得到
数字域 的 Ｉ ／ Ｑ信号 ， 再根据具体 的调制信息进行相 应的解调 ， 得到所需的基带信号． 本文实现正交解
基金项 目： 淮 安 市 科技 支撑 计 划项 目（ ＨＡ Ｇ２ ０ １ ０ ０ ６ ８ ） ； 江 苏省 高等 学校 大 学 生创 新创 业动 Ｉ 练计划（ ２ ０ １ ３ １ ０ ３ ２ ３ ０ ０ ９ Ｚ）
Ｖ０ １ ． ３ ０Ｎ ｏ ． ３
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ４
基于 Ａ Ｄ ９ ８ ５ ４的中频信号正交解调设计
孙 慧玲 ， 陈宝锭 ， 陈华 宝 ，李 清 波
（ 淮 阴师 范 学院 ，江 苏 淮安 ２ ２ ３ ３ ０ ０ ）
摘 要 ：本 文提 出了一种 中频 信 号解 调 的 实现 方 案．设 计采 用 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 为核 心 ，控 制 Ａ Ｄ９ ８ ５ ４产 生 １ —
关键 词 ：正交解调 ； 直接 数 字合 成（ ＤＤＳ ） ； 数控 振 荡￣（ ＮＣ Ｏ） ； 载波 同步
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ７ ６ ３
１ 引 言
文献 标识 码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ６ ７ ３ — ２ ６ ０ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ６ ８ — ０ ２