直接数字合成技术的应用

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1、2一21996年第3新上海航无直接数字合成技术的应用段学威刘年(航天工业总公司八院804所)_‘—_—·一—‘‘一文摘介绍直接数字合成(DDs)技术的原理和当前发展水平。运用该技术改进设计了巢型号作战系统中的多普勒频率预置接口模块，并且用频率合成的方式实现FM调制。对给出的部分技术指标的测试结果表明{DDS在低频段应用中有多频点、小步长、控制灵活和切换连续等优点。／·主题词频率合成器，相位噪声，多普勒频率，直圭摹数字合成L————一一——1——71引言2直接数字合成技术简述●地面或舰载制导站中，雷达指挥仪、导DDS是利用数字技术重复扫描存储器来弹互相联系成一

2、个系统。雷达发现并跟踪到提取数据实时构筑出所期望的波形的。其原目标后，由指挥仪控制导弹发射。而导弹启理框图如图1所示。动时需要得到截击目标的一些初始参数，例慷出如方位、速度等。因此要求指挥仪与导弹的接口简单，并能迅速地产生出相应的多普勒频率以用于预置。这就是多普勒额率预置图1DDS原理框图(DFC)模块插件所要完成的任务。在时钟脉冲的作用下，累加器以一定的在以往的型号中，DFC模块采用的方法步长进行计数。其输出与只读存储器是将二进制数字表示的频率码送至D／A转(R0M)的地址线相连ROM内存储着一张换器变成模拟电压量，再由U／辟々换器恢复出正弦函数表。累加器

3、的作用是产生一个随时相应频率的方波，最后将信号作为鉴相频率间线性增加的地址信号。对ROM顾址进行对压控振荡器(vco)锁相，从而得到较好的访同。这样，ROM的输出数据太小按正弦函正弦波。由于U／F器件具有一定程度的非线数变化。经过D／A转换成为模拟量，当时钟性，输出频率的精度受到制约，并且整个转换工作频率远大于DDS输出频率，即》厂。时，过程比较繁琐，所以这种方法并不理想。本可直接给出周期变化的正弦波电压信号。D文采用较为先进的DD8技术重新设计该模／A转换对信号起着一定程度的低通平滑滤块。从测试结果看，不仅在频率预置精度和波作用，而当较高时，需要级联低通滤

4、波器输出平坦度等技术指标上有较大提高，而且进一步抑制阶梯纹波。重量和成本有所降低，灵活性也增强了累加器在国外某些文献中称为数据控制收藉口期：1996-02-05上海航夭996年第3期振荡器(NCO)因为改变累加步长，就可以功能也越来越丰富，佣如某公司产品(框图见引起输出频率的变化图2)，片内集成有相位调制单元、幅度调翩单元等。总线及控制也更易于与计算机接口连fo==bt、接，能够很方便地产生出大量点频并把合成式中△r一一每一时钟周期内累加器的步频率作为载波进行各类调翩，如GMsK，进相位；DP8K，QAM等，满足通信领域的要求但△A——每一时钟周期内累加器的

5、步DDs用于雷达频率源尚不多见。进数据；Ⅳ——累加器对应整个正弦周期所3指挥仪要求需的全部计数容量直接数字合成技术的优点是可以完全数指挥仪传递给DFC~i#L的多普勒频率值字化；改变频率简单方便；频率步进间隔小；是以八位二进码的形式表示的，以00H～0切换速度快}从机制上容易保证频率切换时FFI-I对应O～64kHz，量化间隔256Hz。要求相位的连续，避免了锁相环路必然要经历的DFC模块按照得到的数码合成出相应的频瞬态过程即非线性频率捕捉过程(这一过程率，并分六路输出为保密起见，系统提供一内，频率和相位都是混乱而不可控的，而且人固定频率信号(c频)对每一点

6、频进行调频。锁时间缓慢，这是锁相合成方式的重大缺另外，奉模块必须测量产生出的频率并以二陷)。当然，DDS也有一些缺点，比如输出频进码形式反馈至指挥仪，以满足系统开机自率上限低，因为大量访问存储器需要时闯；另检和在线测试的要求。指挥仪的主要技术指外杂散于扰多后者取决于两个因素，一方标如下：面是ROM的地址位数及字节位数为多少，导频率范围5~60kHz致ROM输出的“数字渡”携带多少杂散，另一频率阈隔266№方面是D／A和低通对于杂散的抑制度如预置精度(频率误差)≤100I-h何。一般说来，在频率覆盖范围内，主频越接输出信号幅度=70士10mV近高端，杂散于扰越

7、大。在早期设计中，以输失真度<10出频率不超过时钟工作频率的1／4为经验上解调后曲输人目位差≤士1O。限但如今某些DDS新器件即使输出达到回送码误差≤1LBBr叫【／3，杂散干扰亦不甚严重。选得益于频率切换速度10次／sDⅨ皤件算法设计及翩造工艺的不断进步。e频调制频偏150士60№目前，DDS在国外发展迅猛，指标不断突破，截至1993年，输出带宽已超过800MHz4DIi℃模块设计设计DFC模块时，采用某DDS新器件。该器件的最高时钟工作频率为20MI-h，NCO字长为32位。外部数据线有8位并行接口和串行接口两种形式，并有调频、调相、调幅等多种功能。图2

8、某DDS器件框图由于DDs的输出是一组离散谱线，因此