基于DDS频率综合源的设计

论文摘要

频率综合源是雷达、通信及其他现代大型电子设备不可缺少的重要组成部分,其相位噪声指标对系统的性能有着举足轻重的决定作用,因此,低相位噪声、高稳定度、高可靠性的频率综合源设计成为保证系统性能的重要内容。频率合成的理论形成于二十世纪三十年代,实质上是一种频率模拟(或数字)计算技术,它通过对振荡源的振荡频率进行加、减、乘、除(混频,倍频、分频等)的方法,获得大量稳定度很高的频率,然后再通过人工的或自动的(程序控制)方法加以控制,实现各种频率变换、合成各种不同的信号。本文在回顾频率合成技术发展历史的基础上对直接频率合成、间接频率合成和直接数字频率合成的工作原理、性能分析、实现方法进行了归纳总结,对近年来迅速发展的直接数字频率合成技术的工作原理、输出特性、杂散性能进行了探讨。在分析频率综合源工作原理的基础上,根据系统指标合理地采用了DDS技术,以AD9854芯片为核心,以单片机芯片AT89S52为主控机,设计了一种结构简单、性能优良的频率综合源,并完成了对系统的调试与测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 频率合成技术
• 1.2 常用频率合成技术
• 1.2.1 直接模拟式频率合成技术
• 1.2.2 锁相式频率合成技术
• 1.2.3 直接数字频率合成技术
• 1.3 直接数字频率合成的应用及现状
• 1.4 论文的主要工作及论文内容安排
• 1.4.1 论文的主要工作
• 1.4.2 论文内容安排
• 2 DDS的基本理论
• 2.1 DDS的工作原理
• 2.2 DDS的结构
• 2.3 DDS芯片选择
• 2.3.1 AD9854的性能
• 2.3.2 AD9854管脚说明
• 2.3.3 AD9854的工作模式
• 2.3.4 AD9854的使用
• 3 DDS频谱分析和改善杂散的方法
• 3.1 理想的DDS频谱
• 3.2 含有噪声源的DDS输出频谱
• 3.2.1 DDS的相位噪声分析
• 3.2.2 DDS的杂散特性分析
• 3.3 DDS杂散的改善方法
• 3.3.1 器件的选择
• 3.3.2 参考源的考虑
• 3.3.3 输出频段的选择
• 3.3.4 频率控制字的优化设计
• 3.3.5 抖动改善杂散的方法
• 4 频率综合源的设计与实现
• 4.1 方案的设计与选择
• 4.2 系统的硬件设计
• 4.2.1 电源与复位电路设计
• 4.2.2 隔离电路设计
• 4.2.3 参考时钟
• 4.2.4 控制电路设计
• 4.2.5 低通滤波器的设计
• 4.3 系统的软件设计
• 4.3.1 主程序流程图设计
• 4.3.2 信号产生的软件设计
• 4.3.3 频率微调的实现方法
• 4.4 硬件实现及测试结果分析
• 4.4.1 单音输出
• 4.4.2 时钟频率与输出频率比值对输出信号质量的影响
• 4.4.3 频率综合源性能与指标要求对比
• 结束语
• 致谢
• 参考文献