基于DDS的高性能雷达信号发生器的设计和实现

论文摘要

直接数字频率合成(DDS)技术采用全数字的合成方法,所产生的信号具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续,输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点。本文首先论述了频率合成技术的发展,并将直接数字频率合成技术与传统的频率合成技术进行了比较。然后深入研究了DDS的工作原理和基本结构,从频域角度分析了理想参数和实际参数两种情况下DDS的输出频谱。在分析现有信号发生器的工作原理基础上,根据系统指标合理地采用了DDS技术,以AD9854芯片为核心,设计了一种结构简单性能优良的信号发生器。详细分析了该信号发生器的系统结构、软硬件设计和具体电路实现。实验结果表明,系统的性能指标均达到了设计要求,且具有使用简单、集成度高等特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 信号发生器概述
• 1.2 频率合成技术发展
• 1.3 论文的主要研究内容与意义
• 第二章 DDS 技术的原理和噪声分析
• 2.1 DDS 的工作原理
• 2.2 DDS 的工作特点
• 2.3 DDS 的基本结构
• 2.3.1 相位累加器
• 2.3.2 正弦查询表ROM
• 2.3.3 数模转换器DAC
• 2.4 DDS 的理想输出频谱
• 2.5 DDS 的噪声分析
• 2.5.1 DDS 的相位噪声与杂散信号
• 2.5.2 DDS 的相位截断误差分析
• 2.5.3 DDS 的幅度量化误差分析
• 2.5.4 DDS 的DAC 非线性杂散分析
• 第三章 系统硬件电路设计
• 3.1 AD9854 介绍以及脉冲产生
• 3.1.1 AD9854 的基本结构和工作原理
• 3.1.2 用 AD9854 产生线性调频脉冲和非线性调频脉冲
• 3.2 FPGA 开发环境以及芯片选择
• 3.2.1 FPGA 及其集成开发环境简介
• 3.2.2 芯片选择以及性能介绍
• 3.3 低通滤波电路
• 3.4 幅度调节电路
• 3.5 功率放大电路
• 第四章 DDS 任意波形发生器的软件设计
• 4.1 基于硬件的底层驱动程序设计
• 4.2 基于功能实现的软件设计
• 4.3 基于仪器操作的人机界面软件
• 第五章 系统的性能测试
• 5.1 主输出波形
• 5.2 任意波形波的输出波形
• 5.3 调制的输出波形
• 5.4 任意波形发生器的输出频率精度
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的成果