目前，雷達(dá)高度表主要采用脈沖體制和連續(xù)波體制。脈沖體制雷達(dá)高度表包括單脈沖體制、線性調(diào)頻脈沖體制、偽隨機(jī)二相編碼脈沖體制等。其中，采用調(diào)制技術(shù)的脈體制雷達(dá)高度表相對(duì)單脈沖體制雷達(dá)高度表，具有更好的測(cè)高性能和抗干擾能力。要進(jìn)一步提高這種體制雷達(dá)高度表的性能，當(dāng)前解決方法只能是提高發(fā)射功率。然而，大功率脈沖體制雷達(dá)容易被敵方偵察和干擾，在一定程度上會(huì)降低該雷達(dá)高度表的安全性。

　　連續(xù)波線性調(diào)頻體制雷達(dá)高度表比脈沖體制高度表具有更好的性能。目前，產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)有兩種基本方法，即模擬法和數(shù)字法閉。模擬法是傳統(tǒng)的方法，又可分為有源和無(wú)源兩種方法。有源法存在線性調(diào)頻信號(hào)的載波與基準(zhǔn)信號(hào)相位不相參的問(wèn)題，并且振蕩器長(zhǎng)期和短期穩(wěn)定度差，振蕩頻率隨溫度變化會(huì)有漂移，相位噪聲性能亦不佳。無(wú)源法產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)的方法難以實(shí)現(xiàn)大的時(shí)寬和帶寬。

　　直接數(shù)字頻率合成是一種產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)的數(shù)字法。用這種方法產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)及其它頻率合成信號(hào)的技術(shù)日益受到重視，并得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)單片機(jī)控制，直接數(shù)字頻率合成技術(shù)能產(chǎn)生頻率、幅度、相位精確易受控制的輸出波形。WwW.11665.coM本文以adi公司出品的直接數(shù)字頻率合成芯片ad9854為核心產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)。

　　2.ad9854芯片簡(jiǎn)介與特點(diǎn)

　　ad9854數(shù)字合成器是高集成度的器件，它采用先進(jìn)的dds技術(shù)，片內(nèi)整合了兩路高速、高性能正交d/a轉(zhuǎn)換器通過(guò)數(shù)字化編程可以輸出i、q兩路合成信號(hào)。在高穩(wěn)定度時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下，ad9854將產(chǎn)生一高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度可編程的正弦和余弦信號(hào)。ad9854內(nèi)部包括一個(gè)具有48位相位累加器、一個(gè)可編程時(shí)鐘倍頻器、一個(gè)反sinc濾波器、兩個(gè)12位300mhz dac，一個(gè)高速模擬比較器以及接口邏輯電路。ad9854的300m系統(tǒng)時(shí)鐘可以通過(guò)4x和20x可編程控制電路由較低的外部基準(zhǔn)時(shí)鐘得到。直接的300m時(shí)鐘也可以通過(guò)單端或差分輸入。ad9854還有單腳輸入的常規(guī)fsk和改進(jìn)的斜率fsk輸出。ad9854采用coms工藝在3.3v單電源供電的情況下能提供強(qiáng)大的功能。

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　　3.線性調(diào)頻電路硬件設(shè)計(jì)

　　3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)線性調(diào)頻電路供電電壓為5v和3.3v，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)按鍵設(shè)置頻率范圍和頻率步進(jìn)值，設(shè)定值通過(guò)數(shù)碼管顯示。單片機(jī)通過(guò)控制線、數(shù)據(jù)線與ad9854聯(lián)接，發(fā)出相應(yīng)的控制字，進(jìn)行頻率更新。ad9854輸出的信號(hào)在頻率較高的情況下，信號(hào)噪聲很大，影響信號(hào)質(zhì)量，信號(hào)頻率升高后，峰值會(huì)進(jìn)一步下降。為此需要在ad9854發(fā)出信號(hào)后進(jìn)行濾波，濾波后電路進(jìn)行放大，最后通過(guò)示波器顯示輸出信號(hào)。

　　3.2 系統(tǒng)濾波放大電路

　　ad9854輸出的信號(hào)在低頻情況下，一般在5m以下信號(hào)輸出受干擾比較小，信號(hào)頻率上升，如果沒(méi)有濾波電路，輸出信號(hào)頻率失真，頻率越高失真越嚴(yán)重。為了消除這一現(xiàn)場(chǎng)，必須對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，信號(hào)源設(shè)置輸出頻率在40m以內(nèi)，因此濾波電路設(shè)計(jì)為40m以下低通，頻率特別高的低通濾波器要求電感值特別的小，一般都采用貼片形式的。具體電路如圖2。

　　ad9854芯片供電電壓為3.3v，除了需要外接濾波電路，還需要加放大電路。隨著頻率的升高，信號(hào)輸出電壓會(huì)降低，放大電路的設(shè)計(jì)，以ad8009為核心放大芯片，ad9854內(nèi)部da是電流型輸出，iout與ioutb互補(bǔ)電流輸出，別分接50ω電阻把輸出電流轉(zhuǎn)化為輸出電壓v1和v1b，v1為同方向放大，v1b為方向放大，根據(jù)疊加原理，輸出為正比與兩路電壓之差。ad9854有兩路正交輸出信號(hào)，故而放大電路需要兩組。圖中給出了其中一組放大電路。具體電路如圖3所示。

　　4.ad9854信號(hào)源的軟件設(shè)計(jì)思路

　　軟件部分設(shè)計(jì)是通過(guò)程序設(shè)計(jì)相關(guān)寄存器，使系統(tǒng)按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行，本系統(tǒng)主要部分是將ad9840的兩個(gè)48位的頻率控制字通過(guò)單片機(jī)寫入到ad9854的頻率控制寄存器中，掃頻信號(hào)需要設(shè)置起始掃描頻率、終止掃描頻率、掃描步進(jìn)頻率、掃描步進(jìn)速度。本統(tǒng)設(shè)計(jì)是通過(guò)鍵盤模式輸入相關(guān)值，通過(guò)led顯示相關(guān)數(shù)值。ad9854有串行和并行兩種配置方式，本文采用的是并行寫入方式。

　　本文在介紹dds芯片ad9854的基礎(chǔ)上，采用單片機(jī)并行控制控制方式，設(shè)計(jì)了線性調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器給出了硬件結(jié)構(gòu)圖，并詳細(xì)設(shè)計(jì)了濾波電路，放大電路，最后給出了軟件設(shè)計(jì)流程圖。筆者通過(guò)實(shí)際電路的測(cè)試，該設(shè)計(jì)方案正確可行，頻率控制簡(jiǎn)單、靈活、可直觀顯示在數(shù)碼管，具有良好的應(yīng)用前景。



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