AD9858 芯片的系统结构如图1所示,它共分三大块:DDS核、模拟混频器和数字锁相环。DDS核可在数字域产生能够表示正弦曲线的数字值。通过设置不同的工作模式,DDS核可通过幅相转换器将这些正弦曲线值转换为频率、相位或调制成携带信息的信号;数字锁相环则由一个数字相频检测器(PHD)驱动一个具有高速锁存逻辑电路的电荷泵所组成。它与DDS核联合使用可扩大频率合成的范围。模拟混频器采用差动输入?其输入级内部采用直流偏差,外部采用交流匹配方式连接,输出为中频信号。模拟混频器主要用于通信基站的设计。
芯片的内部可用资源包括4套频率转换字(32位)、一个相位偏移字(14位)寄存器和一个控制字寄存器、一个步进频率转换字寄存器和一个16位步进频率斜率字寄存器。
AD9858的突出特点是:当其中一套寄存器处于工作状态时,允许用户改变另外三套寄存器的值。
AD9858的操作模式有单边带、频率扫描及全睡眠模式三种。常用模式为单边带和频率扫描模式。
3、AD9858在雷达信号源中的应用
3.1 雷达系统的工作原理
图2所示是一般雷达系统的工作原理示意图。图中,雷达发射机产生电磁波后,会经收发天线辐射入大气层。电磁波在大气中以光速传播,若目标在天线的波束内,则它要截取一定的电磁能并将其向各方向散射。雷达接收到这些散射电磁波后会以此来判断目标的距离和速度等信息。
雷达系统普遍采用的发射信号大致有以下几种:单频脉冲、线性调频信号及编码调制信号。为了增大探测距离,优化距离分辨率、速度分辨率等技术指标,通常还将这几种波形进行组合产生组合波形。如单频窄脉冲+线性调频、单频窄脉冲+线性调频编码调制信号等。而用高速DDS芯片AD9858形成的这些信号具有精度高、扫描率高、抗干扰性好、截获率低等特性。
3.2 基于AD9858的雷达信号源的工作流程
由AD9858产生的雷达信号源的原理框图如图3所示。该系统在工作时,控制计算机发出控制信号以决定系统产生波形的种类及参数,并将频率码打入高速DSP芯片内部。CPLD(可编程逻辑器件)根据操作模式控制信号来决定所产生波形的周期,并产生周期性的雷达中断信号(Flag为双向可编程IO引脚,可用于中断信号的接受)以中断DSP,从而使其向AD9858发控制字,并产生预期的中频信号波形。AD9858采用差动电流输出,然后经偏压电阻网络形成输出电压,再经上变频电路送至微波接口。