頻率合成方案

　　圖3是以DDS為核心的跳頻頻率合成器的結(jié)構(gòu)框圖。它主要由MCU、AD9956、時(shí)間產(chǎn)生電路、濾波器等組成。MCU負(fù)責(zé)跳頻圖案的產(chǎn)生，并控制DDS芯片AD9952的工作。

　　DDS的時(shí)鐘

　　AD9956內(nèi)含振蕩電路，因此外加一晶體就可產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘。也可以不用內(nèi)部振蕩電路而直接引入外部時(shí)鐘信號(hào)。外部時(shí)鐘信號(hào)可以是單端信號(hào)或差分信號(hào)，并且可以通過(guò)配置相應(yīng)的控制寄存器和控制信號(hào)，得到不同的時(shí)鐘模式。為了減少共模干擾，通常采用差分外部時(shí)鐘輸入方法。本電路設(shè)計(jì)中使用高穩(wěn)定度的恒溫晶振作為系統(tǒng)參考時(shí)鐘。

　　AD9956與MCU的接口設(shè)計(jì)

　　AD9956與其他DDS芯片不同，只有串行接口，沒(méi)有并行接口。AD9956串口是同步串行通信口，易于和工業(yè)上的微控制器和微處理器相連;且兼容大多數(shù)的步傳輸格式，可支持SPI協(xié)議和Intel 8051 SSR協(xié)議。在本方案中就使用了SPI協(xié)議。SPI接口是一種主從式配置，包括1個(gè)主設(shè)備和1個(gè)或者多個(gè)從設(shè)備。SPI接口有四個(gè)信號(hào)：串行數(shù)據(jù)主入從出信號(hào)(MISO)、串行數(shù)據(jù)主出從入信號(hào)(MOSI)、串行時(shí)鐘信號(hào)(SCK)、從設(shè)備使能信號(hào)(SS)。

　　可選用支持SPI接口的MCU(如Atmega128)。方案中MCU為主設(shè)備，AD9956為從設(shè)備。

　　濾波器設(shè)計(jì)

　　DDS采用數(shù)字化技術(shù)，最終合成信號(hào)是經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后得到的。其頻譜含有很豐富的高次頻譜分量，必須將它們?yōu)V除，才能得到頻譜純凈的正弦波輸出，因此要求濾波器的衰減特性要陡直，延遲時(shí)間要短。可采用七階橢圓函數(shù)低通濾波器或帶通濾波器。

　　該電路是高速?；旌想娐?，在制作PCB板時(shí)，一定要注意數(shù)模干擾問(wèn)題。為此，PCB板最好采用四層板。在進(jìn)行電路布局時(shí)，將數(shù)字部分和模擬部分分開(kāi);將電源層分為數(shù)字電源和模擬電源;將地層分為數(shù)字地和模擬地。每個(gè)有源器件的電源都要加去耦電容，并且盡可能地靠近電源輸入處以幫助濾除高頻噪聲。直接數(shù)字頻率合成具有頻率轉(zhuǎn)換速度快、頻率分辨率高、輸出相位連續(xù)和全數(shù)字化、易于集成、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，是跳頻系統(tǒng)中頻率合成器的理想選擇。不過(guò)，受器件水平的限制，輸出信號(hào)的頻率上限不夠高。隨著數(shù)字集成技術(shù)的飛速發(fā)展，這一問(wèn)題將逐漸得到解決。DDS構(gòu)成的頻率合成器必將成為快速跳頻通信系統(tǒng)頻率合成器的主流。

　　結(jié)語(yǔ)

　　DDS芯片AD9956具有頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短，輸出頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)。采用該芯片所設(shè)計(jì)的信號(hào)源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)，抗干擾性?xún)?yōu)越。另外，AD9956也可應(yīng)用于通信領(lǐng)域，尤其是跳頻通信。■