基于dds技术的多模式信号源的设计

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1、基于DDS技术的多模式信号源的设计本文采用DDS技术，利用FPGA实现多种模式信号源的设计。在介绍了多模式信号源的系统整体设计之后，对系统软硬件进行了设计。该设计方案能够满足性能指标要求，具有可行性。，供学习和研宄使用，己的信息，关键词多模式信号源；DDS;FPGATN91A1674-6708(2011)48-0193-02无线通信技术的不断发展使得其对信号质量的要求也越来越高。高精度的信号源对通信系统、电子对抗以及各种电子测量技术十分重要［1］。本文设计的多模式信号源能够产生四种不同模式的信号自由组合输出。这种模式体现了软件无线电设计思想与构架，可以说是今后通信系统设计的

2、一种方向。1系统总体设计本文实现的多模式信号源系统能够提供四种不同模式的信号输出，该系统可以根据用户的需求进行自定义的设置，并具有产生复杂信号的功能。系统的设计注重体系结构的通用性、开放性以及全面可编程性，因此，实现新的功能时，可以通过更新软件来改变硬件的配置结构，这种情况下，用户只需要输入不同模式信号的参数，就可以实现相应的功能。本文设计的多模式信号源系统实质上就是和一个基于CPU+DDS结构的硬件平台，在这个硬件平台上能够实现各种模拟调制以及数字调制的通用软件算法。调制具存可编程性，扔外，调制制式、比特速率、输出中频都可以根据需求进行调节。2硬件设计2.1硬件整体结构多

3、模式信号源的整体结构包括控制信号输入接口模块，信号处理模块，D/A转换模块、线性放大器模块，射频输出口选择模块等。其中，控制信号输入接口模块的功能就是进行系统信号配置，例如配置信号源实现哪种模式；信号处理模块的功能就是进行信号配置以及产生DDS信号。2.2D/A转换模块设计随着采样频率的增加，D/A转换输出端的阶梯宽度以及产生的谐波和杂散分量与采样频率有关，采样频率越高，输出端的阶梯宽度就越小，谐波和杂散分量也就越小。但巾于器件成本、技术能力的限制以及D/A转换的非理想特性会严重影响D/A转换输出信号的信噪比以及D/A转换输出的无寄生动态范围SFDR,所以需要采用比较先进的

4、D/A转换器件。本系统选择的是AD公司的AD9856,它是AD公司生产的具有高集成度的DDS电路器件，该电路器件包含若干单元，有数据输入门、过采样滤波、正交调制、D/A转换和串行控制口SPI等单元。用户可以通过一个串行口实现对AD9856的参数控制，对参数的控制非常广泛，主要包括对该器件的申口状态设置、工作寄存器选定、对系统工作模式的设置、输入数据形式设置、输出波形频谱设置、对AD9856器件的时钟设置、载波频率设置等设置。2.3线性放大器设计通信系统中必不可少的就是放大器，同样本系统也需要进行线性放大器的设计。本系统选用的是ADI公司生产的AD8320,它是一种数字控制可

5、编程可变增益线性放大器，尤其适宜于多点或多参量系统，由于具有增益可控的特点，经常用在通信设备中。AD8320放大器是8位的数字控制增益放大器，其增益的变化范围为-10dB~26dB，具有线性连续变化的特点，该放大器的增益误差为土0.20dB,其输入阻抗与输出阻抗分别为220Q,75Q,带宽最高能达到150MHz，内部电平为1.2V，并且具有低噪声、低失真、高功率、增益缓冲固定的优点。该放大器的作用就是按照单片机控制的增益将信号输出。2.4射频输出模块设计本系统需要有两种输出方式，固定频率输出和变频形式输出。当输出信号的中心频率高于60MHz时，均以80MHz的频率固定输出；

6、当输出信号频率低于60MHz时，就会以变频的形式输出。两种输出方式决定系统必须有射频幵关。射频输出模块就是实现的此功能，在本系统，选择了M/A-COM公司生产的SW338开关芯片。它性能十分优越，非常适合用于射频开关。它具有超低功耗和优越的隔离度等特点，这些特点使得该开关芯片广泛应用于现代通信系统中。3软件设计多模式信号源系统软件设计的关键就是对FPGA（可编程逻辑门阵列）以及嵌入式软核NIOSII进行设计，而对AD8320、AD9856等器件的操作都是利用FPGA对其内部寄存器进行设置。3.1基于NIOSII的控制模块在FPGA内部，实现逻辑软件主要依靠控制模块。在本系统

7、中，基于NIOS的控制模块主要任务就是完成信号源板与控制中心的通信，从而获取工作任务。另外，控制模块还完成通信单元、跳速吋钟控制单元、相位累加控制单元、AD8320、AD9856等器件的控制寄存器设置工作。本系统采用NIOSII的控制模块，因此利用嵌入式软核NIOSII对AD9856等器件进行配置。由于这部分工作在加电后一次性完成，因此，在信号源系统正常工作期间，无需对数据处理对象AD9856进行再次读写。在本系统正常运行期间，AD9856调制数据是需要连续读写的数据，该调制数据是由最大频差控制的。一种比较简单的工