基于DDS的岸防雷达频率合成器
基于DDS倍频技术的宽带雷达信号产生
一
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信 号产 生 控制 电路
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图 １ 宽带雷达信号产生系统组成 框图
宽带雷达信号是高分辨雷达 中常用 的一种信号 。 随着数字技术的发展 ，采用数字方式产生宽带雷达信 号 已成为现实 ，在现代的雷达 、通信和电子对抗领域 中， 信号源得到了广泛的应用 ， 同时对信号的指标要求
也越 来 越高 。
在 目前信号频率合成的各种类型中， 直接数字频
率合成 以相位噪声好 、 变频 、 捷 合成任意波形 、 频率分 辨率高的特点得到了广泛 的应用 ， 但是因为 Ｄ Ｓ 出 Ｄ 输 频谱杂散电平和谐波电平偏高 ，为了获得宽带高纯频
ａ ｄ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｏ ｙ ｔ ｍ，ｗｈ ｃ ａ ｈ ｒｃｅ ｉ ｉｓ ｏ ｎ ｏ ｎ ｃ ｔ ｎ ｓｓｅ ｉ ｉｈ ｈ ｓ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｉ ｔ ，ｓ ｎ ｈ ｓ ｉ ｇ ａ ｙ ｗａ ｅ，ｈ ｇ ￣ ｑ ｅ ｃ ｅｏ ｕ ｉ ｎ ｓｃ ｑ ｅ ｃ ｇｌ ｙ ｙ ｔ ｅ ｉ ｎ ｎ ｖ ｓ ｉ ｈ ｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｓ ｌ ｔ ｉ ｚ ｏ
第 １ 电
脑
与
信
息
技 术
Ｖｏ ．９ Ｎ ． １ ｏ４ １ Ａｕ ． ０ １ ｇ ２ １
Ｃ ｍｐ ｔｒ ａ ｄ ｎ ｏｍａｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｕ ｅ ｎ Ｉｆ ｒ ｔｏ ｃ ｎ ｌｇ
文章编号 ：０ ５ １２ （０ ） — ０４ ０ １０—２８２ １ ０ ０２—２ １４
基于DDS的L波段跳频频率合成器的设计的开题报告
基于DDS的L波段跳频频率合成器的设计的开题报告一、选题背景及研究意义跳频通信系统是一种通过频率非连续跳变来实现通信的技术，它具有抗干扰性强、隐蔽性好的特点，被广泛应用于军事通信、民用无线电通信、电子对抗等领域。
频率合成器是跳频通信系统中的核心部件，其作用是产生并输出精确的跳频信号，承担着关键的任务。
DDS即直接数字频率合成技术，它可通过数字信号处理器和存储器实现快速而精确的频率合成，具有频率分辨率高、相位噪声低、信号稳定性好等优点。
DDS技术在频率合成器中得到了广泛应用，为跳频通信系统的实现提供了有效的手段。
本课题拟设计一种基于DDS的L波段跳频频率合成器，实现高精度、可调频、稳定可靠的跳频技术，提高频率合成器的性能和可靠性，为跳频通信系统的应用提供便利。
二、主要研究内容及方法本课题的研究内容包括：基于DDS的L波段跳频频率合成器的系统设计、硬件电路设计、程序编写与测试等。
系统设计主要完成对跳频频率合成器的结构、性能、功能等方面的规划和设计，确定频率合成器所需的各种器件和组件。
硬件电路设计则是在系统设计的基础上，设计和构建频率合成器的电路板和电路模块，包括信号源、相位积累器、数字控制单元、时钟同步等功能模块。
程序编写和测试是指使用C语言等程序语言编写相应的程序，对设计好的跳频频率合成器进行系统测试、性能评价和分析，检验其实现跳频通信的能力和兼容性。
三、预期成果及意义该课题的主要预期成果是设计成功一种基于DDS的L波段跳频频率合成器，实现高精度、可调频、稳定可靠的跳频技术，提高频率合成器的性能和可靠性，为跳频通信系统的应用提供便利。
同时，该研究将对DDS技术在跳频通信系统中的应用和信号源设计等方面进行深入探讨和实践，对相关领域的学术研究和工业应用具有重要的参考和借鉴价值。
基于DDS驱动PLL结构的Ka波段频率合成器
基于DDS驱动PLL结构的Ka波段频率合成器摘要：随着通信技术与信息技术的不断发展，为了使频率资源能够得到充分的应用，现代通信、雷达以及导航系统等，其工作频率已逐渐由微波波段向毫米波波段发展，而毫米波频率合成器作为这些系统的主要部分，其性能好坏与系统的整体性能息息相关。
另外，随着上述各系统的工作频段逐渐向毫米波波段发展，毫米波频率合成器的需求也得到了急剧的增长。
文章将介绍一种单片机控制的主要由直接数字频率合成器（DDS）、锁相环（PLL）以及倍频器等组成的频率合成技术来实现Ka波段频率合成器的方案，以及其电路仿真的设计。
关键词：Ka波段频率合成器；DDS；PLL；相位噪声；间接模拟式频率合成法毫米波频率合成器在雷达、制导、电子对抗、毫米波通信以及遥感遥测等领域得到了广泛的应用，而其性能的好坏也直接影响着整个系统的性能。
获得高性能毫米波频率源的一种重要方法就是直接模拟式频率合成法，而采用该方式来获取高性能毫米波频率合成器的缺点是体积大、设备较为复杂、价格昂贵。
为了解决这些问题，在数字锁相集成器件出现以后，研究出了一种锁相式频率合成器，然而在需要窄频率步进时，环路带宽的需要又降低了，从而导致锁定时间变长，因而不能满足快速跳频的要求。
之后，由于DDS的出现得以这一问题的解决，可同时又伴随着另外的一些问题，例如输出频率上限较低、带宽内杂散大等。
本文介绍的通过单片机控制的直接数字频率合成器（DDS）、锁相环（PLL）以及倍频器等组成的频率合成技术能够很好地解决上述问题。
下面，根据实际工程应用中毫米波雷达对频率源的技术要求，采用单片机控制的直接数字频率合成器（DDS）、锁相环（PLL）、倍频器等组成的频率合成技术对该频率合成器提出了设计方案，并对电路进行仿真设计与分析。
1 技术指标Ka波段频率合成器的基本电气指标主要包括以下几个方面：频率分辨率：不小于 1 MHz；相位噪声不大于—100dBc/Hz@1kHz，不大于—106dBc/Hz@10kHz；杂散抑制不大于—60 dBc；跳频时间不大于50 us。
频率合成技术DDS介绍—AD系列
频率合成技术DDS介绍—AD系列常用的频率合成技术（FS, Frequency Synthesis）有模拟锁相环、数字锁相环、小数分频锁相环（fractional-N PLL Synthesis）等，直接数字合成(Direct Digital Synthesis－DDS)是近年来新的FS技术。
1．频率合成技术的发展现状由于直接数字频率合成器采用全数字方式实现频率合成，它直接对参考正弦时钟进行抽样和数字化，然后通过数字计算技术进行频率合成。
因此，它具有其它频率合成方法无法比拟的优点,频率转换速度快、频率分辨率高、输出相位连续、可编程、全数字化易于集成、体积小、功耗低等。
直接数字频率合成器在现代电子器件、通信技术、医学成像、无线、PCS/PCN 系统、雷达、卫星通信等众多领域得到了各方应用。
2．DDS与模拟PLL性能比较（1）输出分辨率小只要相位累加器的位宽足够大，参考时钟频率足够小，则分辨率可以很小：AD9850（参考时钟频率fc=125MHz）的相位累加器为32位，分辨率0.03Hz；AD9830(参考时钟频率fc=50MHz)的相位累加器为32位，分辨率0.012Hz；AD9852（参考时钟频率fc=300MHz）的相位累加器为48位，分辨率1*10-6Hz。
相反，模拟锁相环的合成器的分辨率为1KHz，它缺乏数字信号处理的固有特性。
（2）输出频率变换时间小一个模拟锁相环的频率变换时间主要是它的反馈环处理时间和压控振荡器的响应时间，通常大于1ms。
整片DDS合成器的频率变换时间主要是DDS的数字处理延迟，通常为几十个ns（AD9850最小43ns）。
（3）调频范围大一个负反馈环的带宽输出参考频率决定了模拟锁相环的稳定的调频范围；整片的DDS合成器是不受稳定性的影响的，在整个Nyquist频率范围内是可调的。
（4）相位噪声DDS优于PLL的最大优势就是它的相位噪声。
由于数字正弦信号的相位与时间成线形关系，整片的DDS输出的相位噪声比它的参考时钟源的相位噪声小。
DDS直接数字频率合成器
西安邮电学院验证方案一、总体验证方案1.系统功能描述：8×256的单口RAM完成256个8位计数器，计数器的初值分别为0－255，时钟频率为10MHz，计数器计数频率为5/256MHz。
具体功能：RAM的每一个存储器都可以实现0-255的计数功能，并且数码管显示当前工作的寄存器中的数据。
当一个计数周期后，寄存器中的数据跳回初始状态，并且自动开始工作。
二、具体模块的验证方案1.时钟分频模块1)功能描述：该模块把系统外部输入的信号clk(10MHZ)进行二分频，输出系统时钟clk_2(5MHZ)。
代码：module div_2 (clk_2,clk,div_set);output clk_2;input div_set;input clk;reg clk_2;always @ (posedge clk or posedge div_set)beginif (div_set)clk_2<=1'b0;elseclk_2=~clk_2;endendmodule2)具体验证：i.分频控制信号（div_set=0）时输出频率（clk_2）的始终为0。
ii.分频控制信号（div_set=1）时输出信号（clk_2）与系统外部输入信号（clk）的频率满足二分频关系。
2.计数器模块1)功能描述：计数器可以实现0-255的自加功能，当一个计数周期完后，自动开始下一个计数周期。
代码：module count(in,en,clk_2,out,set);input [7:0] in;input en,clk_2,set;output out;reg [7:0] out;always @ (set)out<= in;always@(posedge clk_2)if(set)out<=8'b00000000;elseif(en)out<=out+1;elseout<=out;endmodule3.单口RAM模块1)功能描述：该RAM有256个存储器，当复位信号ram_set的电平为底时，存储器地址归零。
基于AD9858的DDS+PLL频率合成器
基于AD9858的DDS+PLL频率合成器
徐媛媛
【期刊名称】《实验科学与技术》
【年(卷),期】2009(007)005
【摘要】基于锁相频率合成技术(PLL)和直接数字频率合成技术(DDS)各有其优缺点,文章将两者结合,提出设计方案,并给出了主要的硬件电路设计,以产生符合预期要求的雷达信号.设计以AD9858为核心器件,输出DDS频率信号,为PLL提供参考输入信号.PLL中的鉴相器采用ADF4107,同时利用FPGA对两者进行方便的控制,可以获得较快的频率转换时间,相位噪声为-90 dBc/Hz且杂散优于-70 dBc的雷达信号.最终得到一个综合指标较高的系统.
【总页数】4页(P4-6,28)
【作者】徐媛媛
【作者单位】西南石油大学计算机科学学院,成都,610500
【正文语种】中文
【中图分类】TN74
【相关文献】
1.基于DDS+PLL频率合成器的设计 [J], 毛光军;邓仕鑫
2.基于AD9858的锁相环频率合成器电路的设计和实现 [J], 熊建林
3.基于DDS+PLL的低相噪频率合成器设计 [J], 宋雪莹;崔永俊;张祥;刘坤
4.基于AD9858的快速捷变频频率合成器的设计 [J], 夏永祥;郭德淳;余军;费元春
5.基于AD9858的小型宽带高分辨率频率合成器设计 [J], 张冰;钱时祥
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射频dds直接数字频率合成芯片
射频dds直接数字频率合成芯片
射频DDS（直接数字频率合成）芯片是一种集成电路芯片，它
可以通过数字信号直接合成射频信号。
这种芯片通常由数字控制器、相位累加器、数字-模拟转换器（DAC）、滤波器和射频输出级组成。
射频DDS芯片的工作原理是利用数字信号直接控制相位累加器，从
而实现射频信号的合成。
相位累加器会根据输入的数字控制信号累
加相位，然后经过数字-模拟转换器转换成模拟信号，再经过滤波器
进行滤波，最终输出到射频端口。
射频DDS芯片具有很高的频率分辨率和频率调制速度，能够实
现快速、精确的频率合成。
它还具有灵活的调制方式，可以通过改
变输入的数字控制信号来实现频率、相位和幅度的调制。
这种灵活
性使得射频DDS芯片在通信、雷达、无线电等领域有着广泛的应用。
在通信系统中，射频DDS芯片可以用于频率合成、调制解调、
信号发生和信号处理等方面。
在雷达系统中，它可以用于频率多普
勒处理、脉冲压缩和信号发生等方面。
在无线电设备中，射频DDS
芯片可以用于频率合成、频率调制、频谱分析和信号发生等方面。
总的来说，射频DDS芯片作为一种先进的集成电路芯片，具有
高性能、灵活性和广泛的应用前景，对于现代通信、雷达和无线电系统的发展具有重要意义。
直接数字频率合成器DDS及其性能分析
电子器件工作速度的提高 ,DDS 的输出频率上限 行傅氏变换 ,得到理想 DDS 输出的频谱表达式 :
∞
也s将e 可以提高. 其二 ,DDS 输出的模拟信号中杂
∑ S (ωn) = π S a
·
散寄生分量大 ,其中输出高频尤甚 ,它无法达到
l=- ∞
PLL 频率合成的频谱纯度. 其三 ,DDS 的n功A耗与
其一 ,根据取样定理 ,输出信号基波的最高频率将
低于参考时钟的一半 ,故若要提高输出频率将受
n = 1 ,2 , …
(1)
到器件 (如 DAC、ROM) 的速度限制. 目前输出频 S ( n) 通过 DAC 和低通滤波器 , 得到 DDS 的输出
率达到 450 M Hz 的 DDS 系统已研制成功. 随着 S ( t) ,显然 S ( t) 是连续时间的周期信号. 对它进
第 5 期 高泽溪等 :直接数字频率合成器 (DDS) 及其性能分析
617
mod 运算定义为
0 ≤ t ≤μTc
(9)
pmod q = p - int ( p/ q) q
通过 S′( t) 的傅氏变换 , 可以得到 S′(ω) 的表达
其中 int (·) 代表取整运算.
式 (略) ,对表达式分析说明 ,波形误差信号包含的
摘 要 介绍了直接数字频率合成器 DDS(Direct Digital Synt hesizer) 的组成 、工 作原理及性能 ;运用信号系统理论和方法详细分析了 DDS 的相位噪声 、杂散噪声 、数 字化截断误差对输出波形的影响以及 DAC 非线性对频谱纯度的影响等 ;还给出了相 应的分析计算公式和响应曲线 ;得出的结论对提高 DDS 输出信号的质量有一定意 义.
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关 键 词 ： 率合 成 ； Ｄ ； 谱 分 析 ； 防 ； 频 Ｄ Ｓ频 岸 杂散
中 图 分 类 号 ：Ｎ ４ Ｔ ７ 文 献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８８ ５ （０ ０ Ｏ －６ － １０ — ２ ２ １ ）１０ １ ５ ６ ０
ＤＤＳ－ ｓ ｄ Ｆｒ ｑ ｅ ｃ ｙ ｈｅ ｉｅ ｏ ａ ｔＤｅ ｅ ｓ ｄａ Ｂａ ｅ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｓ ｎｔ ｓｚ ｒ ｆ ｒ Ｃｏ ｓ ｆ ｎ ｅ Ｒａ ｒ
ｑ ｅ ｃ Ｉ ）ｆ ｑ ｅ ｃ ｆ ｅｃ ｉ ａ ａｄｌ ｅｒ ｅｕ ｎ ｙ ｄ ｌ ｅ Ｌ Ｍ）ｓ ｎｌ ｉ ａ ａｌ ｔ ｅｗｄｈａ ｄ ｕ ｎｙ（Ｆ ｒ ｕｎ ｙｒ ｅ ｎ ｅｓ ｎｌ ｎ ｎａ ｑ ｅ ｃ ｕａ ｄ（ Ｆ ｅ ｅｒ ｇ ｉ ｒ ｆ ｍｏ ｔ ｉ ａ ｗｔ ｖ ｒ ｂｅ ｉ —ｉｔ ｎ ｇ ｈ ｉ ｍ
第３ ９卷 第 １ （ 期 总第 １ ｌ ） ５期
２１ ０ ０年 ３月
火 控 雷 达技 术
Ｆ ｒ ｏ ｔ ｌＲ ｄ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ Ｃ ｎ ｒ ａ ａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｏ Ｔ
Ｖ １３ ｏ １ Ｓ ｒ ｓ１ １ ｏ．９ Ｎ ． （ ｅ ｅ ５ ） ｉ
Ｍ ａ ． ２ ０ ｒ ０１
量（ 以二 进 制 编码 表 示 ） 。这 样 累加 器就 将 频 率 转
换 字 （ Ｔ 的数 据 转 换成 相 位 取 样 来 确 定 输 出合 Ｆ ｗ）
成 频 率 的 大 小 。相 位 增 量 的 大 小 由 兀１ 决 定 ， ｗ 一 旦 确 定 了相 位 增 量 的 内 容 ， 么 输 出频 率 也 就 确 那 定 了 ， 不 能 直 接 并 用来 产 生 一 个 正 弦 波 形 或 者 其 他 任 何 波 形 ， 以 所
需要 另 一 个模 块 能 实 现 相 位／ 幅度 的转 换 功 能 ， 即
的许 多 突出 的 优 点 ： 频 率 分 辨 率 、 频 率 切 换 速 高 高
基 于 Ｄ Ｓ的岸 防雷 达频 率 合 成 器 Ｄ
崔 敏 庞 建 涛
７ ００ ） １ １０
（ 西安 电子 工程 研 究所 西安
【 要 】 文介 绍 了一 种针 对 于岸 防应 用背景 ， 于 Ｄ Ｓ技 术 的低 相 噪 、 杂散 、 摘 本 基 Ｄ 低 宽频 带、 变频 ｘ 捷
波段 频率 合成 器的 具体 实现 方 法 。文 中利 用 Ｄ Ｓ技 术 ， Ｄ 替代 了以往 倍 频 、 分频 、 混频 等 的常 规 方 法， 产生 出 Ｐ波段 中频 频标 信 号 ， 以及 时 宽／ 宽 多种 可 变的线性 调频 信号 。 带
图 １是 Ｄ Ｓ的基 本 构 成 原 理 框 图。 其 中 ， Ｄ 参 考时 钟 源是 用 来 同步 Ｄ Ｓ的各 组 成 部 分 。相 位 累 Ｄ
加器 是 由计 数 器 、 法 器 和寄 存 器 组 成 ， 接 收 到 加 每
一
个 参 考 时 钟 脉 冲 ， 的输 出 就 累 加 一 个 相 位 增 它
ｓｚ ｒｆｒｃ ａ ｔｄｅｅ ｅ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ；ｔ ｅ ｆｅ ｕ ｎｃ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｅ ｔ ｒ ｓ ｌｗ ｈ ｓ ｉｅ，ｌｗ ｐｕ ｏ ，ｗｉ ｅ ｆｅ ｉｅ ｏ ｏ ｓ ｆｎｓ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈ ｑ ｅ ｙ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｒ ｆａ ｕ ｅ ｏ ｐ ａ ｅ ｎｏｓ ｒ ｏ ｓ ｒ ｕｓ ｉ ｄ ｒ － ｑ ｅ ｙ ｂ ｎ ｎｄ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｉｉ ． Ｂｙ ｕ ｉ ｇ ｏ ｕ ｎｃ ａ ｄ ａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｇ ｌ ｙ ｔ ｓｎ ｆＤＤＳ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ｓｅ ｄ ｏ ａ ｉｉｎ ｌａ ｐ ｏ ｃ ｅ ｕ ｈ ａ ｅ ｕ ｎ ｙ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎ ｔａ ｆｔ ｄ ｔｏ ａ ｐ ｒ ａ ｈ ｓｓ ｃ ｓｆ ｑ ｅ ｃ ｒ ｒ ｍｕ ｐｌ ａｉ ｎ，ｆｅ ｕｅ ｃ ｖ ｓｏ ｎ ｘ ｎ ｈｉ ｉ ｔｏ ｒ ｑ ｎ ｙ ｄｉｉｉｎ ａ ｄ ｍｉｉ ｇ，ｔ ｅｆｅ ｕｅ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｓａ ｌ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｎ ｅ ｍｅ ｉｔ ｒ — ｃ ｈ ｑ ｎ ｙ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｒｉ ｂ ｅ ｔ ｅ ｅ ａｅ Ｐ ｂａ ｄ ｉｔ ｒ ｄ ａｅ ｆｅ ｒ
Ｃ ｉＭｉ ｕ ｎ，Ｐ ｎ ｉｎａ ａ ｇＪａ ｔｏ
（ ｉ ｎＥ ｅ ｒｎｃ ｎ ｉｅｒ ｇＲ ｓａｃ ｓｔｔ， ｉ ｌ７０ ０ ） Ｘ ｌ ｔ ｉ Ｅ ｇｎｅ ｎ ｅｅｒ Ｉ ｔｕｅ Ｘ ｌ １ １０ ａ ｃｏ ｉ ｈｎｉ ａ
Ａ ｓ ａ ｔ ｎｉ ｐｅ ｅ ｔ ｉ ｅｈ ｄｏ ｉ ｃ ｄｇ ａ ｓｎ ｅｉ Ｄ Ｓ ｅｈ ｉｕ —ａｅ ａ ｄｆ ｑ ｅｃ ｎｈ － ｂｔ ｃ：Ａ ｌｍ ｎａ ｏ ｍ ｔｏ ｆ ｒ ｔ ｉｉ ｌ ｙ ｔ ｓ ｒ ｍ ｔｎ ｄ ｅ ｔ ｈ ｓ（ Ｄ ）ｔ ｎｑ ｅｂ ｓｄＸ ｂ ｎ ｅｕ ｎｙｓ ｔｅ ｃ ｒ ｙ
１ 引 言
随着 现代 军事 、 国防 及无线 通信 事业 的发展 ， 移
动通 信 、 达 、 雷 制导 武 器 、 子测 量 仪 器 和 电 子对 抗 电 等 电子 系统 对频 率 合 成器 提 出 了越来 越 高 的要 求 。 直接 数字式 频 率合成 （ Ｄ ） Ｄ Ｓ 具有 传 统方法 所不 具备