基于dds和fpga技术的高动态扩频信号源的研究

《基于dds和fpga技术的高动态扩频信号源的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于DDS和FPGA技术的高动态扩频信号源的研究

2、第1摘要：提出一种基于DDS和FPGA技术的高动态扩频仿真信号源的实现方案。采用了DDS技术的芯片AD9854和AD9850，能够模拟多普勒频移，实现高动态环境仿真。载波中心频率变化范围达到100kHz，变化率1.8kHz/s。扩展频谱通信（SpreadSpectrummunication）作为一种新型的通信体系，具有抗干扰能力强、截获率低、码分多址、信号隐蔽、保密、易于测距等优点，是通信领域的一个重要发展方向。正是由于这些优点，扩展通信在军事上受到了极大的重视。为配合高动态扩

3、频接收机的研究，迫切需要一台能够精确模拟高机动目标环境条件下的扩频信号的信号源。本文提出的基于DDS（DirectDigitalSynthesis）和FPGA技术的高动态扩展仿真信号源不但能够模拟扩频信号，而且由于采用了使用DDS技术的频率合成器AD9854，能够实现高速的频率跳变，因此该信号源就能够比较精确地模拟多普勒效应，实现高动态仿真。500)this.style.ouseg(this)">可编程逻辑器件（ProgrammableLogicDevice，PLD）及其应用是20世纪70年代诞生的一门新兴技术，PLD具有集成

4、度高、可靠性强、可重复编程等特点。PLD器件包括PROM、GAL、EPLD、ispLSI和FPGA，其中FPGA编程灵活，它的I/O引脚多达几百条，一片FPGA就可以实现逻辑功能十分复杂的逻辑部件或者一个小型数字系统。本文介绍的系统选用ALTERA公司的FLEX10K系列器件，主要完成的最数据和扩频调制。1高动态扩频仿真信号源的原理简介原理如图1所示，该信号源从原理上主要分为扩频调制和载波调制两部分，而单片机则起到核心控制的作用。单片机AT89C52一共连接了四个外设：可编程I/O接口芯片8152、液晶显示模块MGLS-192

5、64、时钟发生器AD9850和频率合成器AD9854。（1）扩展调制。扩频调制主要由可编程逻辑器件FPGA来完成。五组PCM码和八组PN码分别存在两块EPROM中，液晶显示屏提供给用户一个友好的界面，提示用户输入各种参数。单片机依照用户从键盘输入的组别产生地址；FPGA根据单片机提供的地址，按照AD9850产生的时钟，从EPROM中提取数据，并在FPGA内部完成扩频调制，然后送出数据，进行载波调制。扩频调制采用直接序列扩频调制（DS），输出的信号波形为：500)this.style.ouseg(this)">AD9850使用了

6、先进的直接数字频率合成技术（DDS），是高速度、高性能的完全数字化的可编程频率合成器和时钟发生器。此处AD9850产生了一个5.23264MHz的时钟信号。（2）载波调制。载波调制采用二进制相移键控（BPSK）。一般的BPSK信号的表达式为：500)this.style.ouseg(this)">直序扩频的BPSK信号可表示为：500)this.style.ouseg(this)">载波调制选用可编程频率合成器AD9854。AD9854是采用DDS技术、高度集成化的器件。配合内部两个高速、高性能的正交数据转换器和一个比较器来完

7、成数字可编程的I、Q两路频率合成功能。AD9854可以完成SINGIE-TONE、FSK、RANPEDFSK、CHIRP、BPSK等调制功能。AD9854创新的高速DDS内核提供了48比特的频率分频率。AD9854的电路输出允许同时产生两路正交的高达150MHz的输出，并且输出的频率可以在数字的调整下以每秒100兆个新频率点的速度跳变。两个12比特的乘法器可以实现可编程的幅度调制，输出整形键控和精确的正交输出幅度控制。AD9854的可编程4～20倍参考时钟倍频器电路可以用较低频率的外部参考时钟而在内部产生一个高达300MHz的

8、时钟。AD9854工作在并行工作方式下时，有8根数据线、6根地址线与单片机相连。AD9854的频率控制字FTHz做线性变化，线性变化的范围Y和速率X由用户从键盘输入。软件实现的方法是利用单片机的定时中断，每500微秒计算一次频率，并转化为频率控制字，写入AD9854。为了提高精度，模拟连续变化，定时的时间越短越好。而单片机内部计算的效率很低，因此为了减少中断服务程序的计算量，可以在中断开始之间把一部分需要用到的参数先计算出来：载波频率变化的步长：STEP=X×t=X×500μs一个状态内的变化总次数：TOTALCOUNT=Y/

9、STEP=Y/（X×t）步长对应的频率转换字：SFT个数据。如果存储的数据过少，所模拟的变化就不够连续。因此，前述方案较好。实际上，在载波变化的同时，伪码的频率也应该发生相应的变化，变化的方法也是用单片机定时改变AD9850的频率控制字，具体的软件技术同AD9854，此处不再