AD9956在短波跳頻電臺頻率源中的應用

跳頻通信是擴頻通信的一種主要形式。由于其具有抗干擾、抗截獲的能力，并能做到頻譜資源共享，在當前軍事抗干擾通信系統(tǒng)中被廣泛應用。跳頻通信系統(tǒng)的一項重要參數是頻率的跳變速度。它在很多程度上決定了跳頻通信系統(tǒng)抗跟蹤式干擾的能力，這一點在電子對抗中尤為重要。因此，快速跳頻頻率合成器的設計就成為跳頻通信的關鍵之一。目前頻率合成主有三種方法：直接模擬合成法、鎖相環(huán)合成法和直接數字合成法。直接模擬合成法利用倍頻（乘法）、分頻（除法）、混頻（加法與減法）及濾波，從單一或幾個參數頻率中產生多個所需的頻率。該方法頻率轉換時間快（小于100ns），但是體積大、功耗大，目前已基本不被采用。鎖相環(huán)合成法通過鎖相環(huán)完成頻率的加、減、乘、除運算。該方法結構簡化、便于集成，且頻譜純度高，目前使用比較廣泛，但存在高分辨率和快轉換速度之間的矛盾，一般只能用于大步進頻率合成技術中。頻率合成器是利用一個或多個標準信號，通過各種技術途徑產生大量離散頻率信號的設備。直接數字式頻率合成（DDS）技術是繼直接頻率合成和間接頻率合成之后，隨著數字集成電路和微電子技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來第三代頻率合成技術。它以數字信號處理理論為基礎，從信號的幅度相位關系出發(fā)進行頻率合成，具有極高的頻率分辨率、極短的頻率轉換時間、很寬的相對帶寬、頻率轉換時信號相位連續(xù)、任意波形的輸出能力及數字調制功能等諸多優(yōu)點，正廣泛地應用于儀器儀表、遙控遙測通信、雷達、電子對抗、導航以及廣播電視等各個領域。尤其是在短波跳頻通信中，信號在較寬的頻帶上不斷變化，并且要求在很小的頻率間隔內快速地切換頻率和相位，因此采用DDS技術的本振信號源是較為理想的選擇。這種方法簡單可靠、控制方便，且具有很高的頻率分辨率和轉換速度，非常適合快速跳頻通信的要求。本文給出基于DDS的跳頻頻率合成器的設計。
AD9956就是一款新型、高性能的DDS器件，可方便快速地產生線性調頻、單頻脈沖及編碼調制信號。

DDS
直接數字頻率合成（DDS）是采用數字化技術，通過控制和位的變化速度，直接產生各種不同頻率信號的一種頻率合成方法。
DDS的結構原理圖如圖1所示，它由相位累加器、正弦ROM表、D/A轉換器等組成。參考時鐘fr由一個穩(wěn)定的晶體振蕩器產生，用它來同步整個合成器的各個組成部分。相位累加器由N位加法器與N位相位寄存器級聯構成，類似于一個簡單的加法器。每來一個時鐘脈沖，加法器就將頻率控制字K與相位寄存器輸出的累加相位數據相加，然后把相加后的結果送至相位累加器的數據輸入端。相位寄存器就將加法器在上一時鐘作用后產生的新相位數據反饋到加法器的輸入端，以使加法器在下一個時鐘的作用下繼續(xù)將相位數據與頻率控制字相加。這樣，相位累加器在參考時鐘的作用下進行線性相位累加。當相位累加器累加滿量進，就會產生一次溢出，完成一個周期性的動作，這個周期就合成信號的一個周期，累加器的溢出頻率也就是DDS的合成信號頻率。

圖1 DDS的結構原理圖
DDS的工作原理是：在參考時鐘fr的控制下，頻率控制字K由累加器加以得到相應的相位數據，把此數據作為取樣地址，來尋址正弦ROM表進行相位-幅度變換，輸出不同的幅度編碼；再經過D/A轉換器得到相應的階梯波；最后經低通濾波器對階梯波進行平滑處理，即可得到由頻率控制字決定的連續(xù)變化的輸出正弦波。
DDS的輸出頻率f0、參考時鐘頻率fr、相位累加器長度N以及頻率控制字K之間的關系為：
f0=K