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AD9957 的貨源和報(bào)價(jià) AD9957 的相關(guān)技術(shù)信息

其他型號(hào)

基于AD9957的USB測(cè)音測(cè)距信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

　　０　引言

　　隨著我國(guó)航天技術(shù)的不斷進(jìn)步，深空測(cè)距技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。在深空測(cè)距系統(tǒng)中，中頻信號(hào)發(fā)生器對(duì)系統(tǒng)性能有著重要的意義。在ＵＳＢ（統(tǒng)一Ｓ頻段）系統(tǒng)中，原有的模擬電路實(shí)現(xiàn)的發(fā)射模塊存在性能不完善、輸入動(dòng)態(tài)范圍小、可控性能差、不能適應(yīng)中心頻率大范圍變化、體積大等問(wèn)題，為了解決上述問(wèn)題，可在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化通用數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的平臺(tái)上，通過(guò)外圍的控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)載波中心頻率、輸出功率、調(diào)相指數(shù)、測(cè)距音通／斷控制等參數(shù)的改變。

　　以軟件無(wú)線(xiàn)電思想為核心，基于ＰＬＤ（可編程邏輯器件）的通用調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步給出了實(shí)現(xiàn)中頻ＵＳＢ側(cè)音測(cè)距信號(hào)的硬件設(shè)計(jì)及軟件的設(shè)計(jì)思想，仿真結(jié)果及片上硬件數(shù)據(jù)采集結(jié)果證明了輸出信號(hào)的正確性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了靈活的參數(shù)可控性能。

　　１�。眨樱聜�(cè)音測(cè)距原理

　�。眨樱孪到y(tǒng)中可用的測(cè)距信號(hào)有偽碼、側(cè)音和偽碼加側(cè)音３種，形成不同的測(cè)距體制。目前微波統(tǒng)一系統(tǒng)中使用最多的是純側(cè)音測(cè)距。

　　ＵＳＢ系統(tǒng)側(cè)音測(cè)距信號(hào)是一個(gè)正弦調(diào)相波，它由Ｋ個(gè)正弦副載波（可以被信息調(diào)制）所調(diào)制。為了減小各調(diào)制副載波之間的交調(diào)干擾，調(diào)制方式為窄帶調(diào)相。此調(diào)制信號(hào)表示為：

　　式中：Ａ為載波幅度；ωｃ為載波角頻率；ｍｉ為第ｉ個(gè)正弦副載波對(duì)載波的調(diào)相指數(shù)；Ωｉ為第ｉ個(gè)正弦副載波的角頻率。

　�。眨樱孪到y(tǒng)采用７個(gè)側(cè)音，主側(cè)音為１００　ｋＨｚ，次測(cè)音為２０　ｋＨｚ、４　ｋＨｚ、８００�。龋�、１６０�。龋�、６２�。龋�及８�。龋�；次側(cè)音經(jīng)頻譜折疊處理后，變?yōu)椋保埃啊。耄龋�、２０�。耄龋�、１６　Ｈｚ、１６．８�。龋�、１６．１６�。龋�、１６．０３２�。龋�、１６．００８�。龋�，稱(chēng)為虛擬次側(cè)音。其中最高側(cè)音的選擇與測(cè)距精度要求有關(guān)，次側(cè)音是側(cè)音匹配解模糊所必需的。

　　在純側(cè)音測(cè)距系統(tǒng)中，有側(cè)音＂同時(shí)發(fā)送＂和＂順序輪發(fā)＂兩種方式，我們采用側(cè)音同時(shí)發(fā)送方式。這種方式，主側(cè)音ｆ７一直發(fā)送，而在解模糊階段，每次按側(cè)音頻率由高到低順序加發(fā)一個(gè)虛擬次側(cè)音。主側(cè)音與虛擬次側(cè)音間依次音發(fā)送次序?qū)訉舆M(jìn)行匹配解模糊，直至主側(cè)音與側(cè)音問(wèn)匹配完成，即進(jìn)入無(wú)模糊距離測(cè)量階段，此后，只發(fā)一個(gè)主側(cè)音。發(fā)送過(guò)程如圖１所示。

　�。病。粒模梗梗担饭δ芙榻B

　�。粒模梗梗担肥敲绹�(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的內(nèi)置１４位Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器的直接數(shù)字頻率合成器（ＤＤＳ）集成電路，基本框圖如圖２所示。

　�。粒模梗梗担凡蓸铀俣冗_(dá)到１�。牵樱校樱ǎ保皟|次采樣每秒），同時(shí)，功耗比其他ＤＤＳ減�。担埃ヒ陨�，動(dòng)態(tài)性能高達(dá)４００�。停龋�輸出頻率，而且ｓＦＤＲ（無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍）高達(dá)８０　ｄＢ以上，應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)系統(tǒng)中時(shí)。利用ＡＤ９９５７調(diào)制器或ＱＤＵＣ（正交數(shù)字上變頻器）提供的高達(dá)４００�。停龋�中頻實(shí)時(shí)輸出達(dá)到簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康�。ＡＤ９９５７還可提供用于快速編程的寬并行接口，具有一個(gè)更新速率達(dá)２５０�。停龋�的１６�。猓椋舨⑿卸丝冢�允許每隔８�。睿蟾�新一次３２　ｂｉｔ的頻率控制字。這種快速編程能力使之可以用于高速波形發(fā)生器、跳頻合成器、安全通信以及各種雷達(dá)和掃描系統(tǒng)等需要頻率或相位極快變化的場(chǎng)合。

　　此外，ＡＤ９９５７支持高達(dá)４００　ＭＨｚ輸出的ＱＤＵＣ，由于ＡＤ９９５７內(nèi)部集成了高速ＤＤＳ、１４ｂｉｔ�。模�Ａ轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘倍頻電路和數(shù)字濾波器，當(dāng)應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)基帶上的變頻，使數(shù)據(jù)傳輸簡(jiǎn)單、成本低、效率高。１　ＧＳＰＳ的ＮＣＯ（數(shù)控振蕩器）和Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器允許ＡＤ９９５７提供高達(dá)４００�。停龋�的直接輸出，因此無(wú)需使用上變頻級(jí)，而且降低了對(duì)濾波器的要求。

　�。粒模梗梗担返闹饕�特點(diǎn)：３２位相位累加器；波特率達(dá)２�。停猓�ｓ的ＳＰＩ接口；內(nèi)置１�。埃玻础粒常病。猓椋簟。遥粒�，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部調(diào)制功能；內(nèi)部采用１．８�。止╇�，超低功耗；內(nèi)置的低噪聲參考時(shí)鐘倍頻器允許用低成本、低頻外部時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘，同時(shí)仍可提供優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能；支持測(cè)試向量和幅度斜坡式控制功能�！。诚到y(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)框圖如圖３所示。硬件設(shè)計(jì)主要包括外圍控制、ＦＰＧＡ、ＡＤ９９５７和濾波放大電路。

　�。常�１外圍控制模塊設(shè)計(jì)

　　外圍控制模塊主要由ＰＣ機(jī)和相應(yīng)的外圍控制電路組成，主要用來(lái)控制主、次側(cè)音的選擇及主、次側(cè)音所對(duì)應(yīng)的調(diào)相指數(shù)的選擇。

　�。常�２　ＦＰＧＡ設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)中ＦＰＧＡ（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）采用ＸＩＬＩＮＸ公司生產(chǎn)的ＸＣ３Ｓ２００，主要應(yīng)用了ＶＨＤＬ可編程語(yǔ)言編寫(xiě)核心處理模塊的硬件開(kāi)發(fā)程序，其中包括時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、側(cè)音生成模塊和初始化模塊３個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。如圖４所示。

　　時(shí)鐘產(chǎn)生模塊（ｃｌｋ＿ｍｏｄｕｌｅ）主要用來(lái)提供系統(tǒng)所需的統(tǒng)一工作時(shí)鐘及ＡＤ９９５７所需要的差分時(shí)鐘Ｃｌｋ＿Ｐ和Ｃｌｋ＿Ｎ，并為系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)。

　　側(cè)音生成模塊（ｃｅｙｉｎ＿ｍｏｄｕｌｅ）中采用ＸＩＬＩＮＸ公司提供的ＤＤＳ�。桑小。茫希遥胖苯赢a(chǎn)生所需主側(cè)音和虛擬次側(cè)音，通過(guò)計(jì)算控制字作為ＤＤＳ的輸入，即可得出相應(yīng)頻率的正弦信號(hào)輸出，再與外圍控制模塊送進(jìn)的各自的調(diào)相指數(shù)ｍ１、ｍ２經(jīng)乘法器相乘后送加法器相加，最后經(jīng)查找表輸出兩路正余弦信號(hào)作為ＡＤ９９５７的兩路輸入信號(hào)。

　　初始化模塊（ＡＤ９９５７＿ｉｎｉｔ）用來(lái)產(chǎn)生ＡＤ９９５７的配置信號(hào)，如片選信號(hào)ＣＳ、串口數(shù)據(jù)寫(xiě)入ＳＤＩＯ信號(hào)等。使用Ｍｏｄｅｌｓｉｍ�。樱拧。叮�０進(jìn)行串口寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)序仿真如圖５所示。

　　３．３�。粒模梗梗担吩O(shè)計(jì)

　　式（２）中側(cè)音信號(hào)與載波信號(hào)進(jìn)行正交調(diào)制后即可得到所需的側(cè)音測(cè)距信號(hào)。在設(shè)計(jì)中使用ＡＤ９９５７的ＱＤＵＣ模式，由ＦＰＧＡ送出的Ｉ／Ｑ兩路信號(hào)與ＡＤ９９５７內(nèi)部ＤＤＳ生成的載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)相調(diào)制后輸出，經(jīng)帶通濾波后即可得到所需的中頻（７０�。停龋�）ＵＳＢ信號(hào)。使用ＸＩＬＩＮＸ公司的ＣｈｉｐＳｃｏｐｅ�。校颍铩。福�２ｉ進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。ＣｈｉｐＳｃｏｐｅ　Ｐｒｏ是針對(duì)ＸＩＬＩＮＸ公司ＦＰＧＡ的在線(xiàn)片內(nèi)信號(hào)分析工具，通過(guò)ＪＴＡＧ口在線(xiàn)、實(shí)時(shí)地讀出ＦＰＧＡ內(nèi)部信號(hào)。

　　數(shù)據(jù)觀察窗口采集的數(shù)據(jù)如圖６所示。

　�。唇Y(jié)束語(yǔ)

　　本文給出了一種基于ＦＰＧＡ和ＡＤ９９５７的側(cè)音測(cè)距信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程中充分利用了ＦＰＧＡ中特有的ＩＰ�。茫希遥艁�(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中所需的ＤＤＳ、乘法器、加法器及查找表的功能，這樣不僅簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)程序，而且節(jié)省了資源。同時(shí)通過(guò)外圍控制模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了靈活的參數(shù)可控性能。