基于AD9854的高品质LFM设计

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。过去获得线性调频信号主要借助模拟方法。其中，包括VCO方法和声表面波方法。这两种脉冲电压信号的产生方法因其一些固有缺陷，如对环境温度比较敏感，信号波形比较单一，信号产生的重复性差，线性度及信号间的相关性不理想等，制约了雷达整机性能的提高。目前，VCO方法和声表面波方法已渐渐被数字方法所取代。直接数字频率合成方法具有传统方法所不具备的许多突出优点，如频率分辨率和切换速度高，频率切换时相位可保持连续，超宽的频率范围，能实现各种调制波和任意波形的产生以及易于实现全数字化设计等。然而，其全数字化的工作原理也给它带来了两个缺点：一是输出杂散较大；二是输出带宽将受到限制。但是，这一缺陷随着新工艺和新算法的出现正在逐渐得到改善。

1 AD9854功能简介
1．1 AD9854基本功能
(1)所有功能可以在内置寄存器中灵活设置；
(2)系统时钟：300 MHz，可单端输入，亦可差分输入；
(3)双48位可编程频率控制寄存器(一路为频率控制字，另一路为步进频率控制字)，其相位累加器的有效输出位数为17位，波形存储器数据总线位数为12位，保证了极好的数字自由杂散动态范围；
(4)频率分辨率可达到1．066 μHz；
(5)输出频率可从零频开始到120 MHz，能产生两路正交、高稳定的频率、相位、幅度可编程控制的信号；
(6)具有反辛格包络滤波功能；
(7)14位数控调相或相移键控(PSK)；
(8)具有扫频(Chirp)功能；
(9)频移键控(FSK)功能；
(10)三种控制和配置方式：并行端口、两线串口控制、三线串口控制。
(11)单+3．3 V电源工作。
1．2 AD9854组成框图
图1是AD9854的功能结构框图。AD9854主要包括了四大部分：频率累加器(ACC1)实现调频信号时频率随时间变化引起的相位值累加；相位累加器的(ACC2)实现将频率转换字和频率累加器相加的值累加，同时将有效输出位数截为17位；相位幅度转换输出正交的两路12位信号；D／A转换将12位的数字信号转换成模拟的电流信号。AD9854支持多种模式的信号输出，芯片的编程和控制设置都是通过串口或并口实现的。除此之外，还有以下功能：在确保系统时钟不超过300 MHz时，可以对参考频率进行4～20倍频，作为系统时钟；Q路的输出直流可以通过一个专门12位寄存器进行控制。由于DDS的固有结构使得DDS产生的I／Q信号，当LFM脉冲休止期，Q路信号输出为直流最大值，而工程上要求输出无直流，可以通过这一功能实现在脉冲休止期对Q路输出进行控制。