基于DDS+PLL的X—Band信号源设计
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资源说明: 将DDS和PLL技术结合起来,采用DDS直接激励PLL的混合频率合成方案完成了X波段微波变频信号源的设计,一定程度上解决了频率分辨率、频率转换速度和相位噪声的问题,并完成了实机研制、系统联调试验和测试。结果表明,输出信号的频谱和相噪特性良好,达到了预期的要求。 【DDS+PLL技术在X波段信号源设计中的应用】 X波段信号源设计的核心是频率合成技术,这里采用了一种结合直接数字频率合成(DDS)和锁相环(PLL)的混合频率合成方案。DDS技术因其高频率分辨率、快速频率切换和低相位噪声而受到青睐,但其输出频谱质量相对较差。相反,PLL则具有较高的输出频率和低的寄生噪声,但频率切换速度慢,频率分辨率低。通过将DDS作为PLL的参考频率源,这种混合方案能有效地整合两者的优势,提高频率切换速度,保证频率间隔,并通过PLL的带通滤波作用抑制DDS的杂散成分。 在实际设计中,DDS芯片AD9854被选用,它拥有48位相位累加器和两个内部D/A转换器,能够产生高达300 MHz的内部时钟。这个DDS输出的频率被用作PLL的输入,通过调整DDS的频率控制字或PLL的可编程分频器分频比,实现频率的灵活变化。PLL的分频比N设置为7,确保输出信号经过滤波后满足28 MHz的中频要求。 中频信号电路基于数字锁相环(PLL1),以100 MHz晶振为基础,经过FPGA分频电路产生4 MHz基准频率。这个频率作为PLL1的参考,经过锁相过程,输出28 MHz的中频信号,满足测试系统对本振信号的需求。 通信控制单元由FPGA实现,负责与上位机(工控机)的RS232通信,进行数据交换和指令控制。FPGA的优势在于高集成度、快速处理能力和设计灵活性,能够根据系统需求进行定制。 微波信号源的整体框架包括通信控制单元、中频信号电路、X波段变频源、频率合成单元和供电电源。整个系统通过RS232接口与工控机通信,既支持手动点频选择,也支持自动控制,满足了雷达制导导弹微波接收机测试系统对信号源的各种要求。 在系统联调试验和测试中,输出信号的频谱质量和相噪特性得到了验证,符合预期指标。这一设计体现了DDS和PLL技术的有效融合,不仅解决了频率分辨率、转换速度和相位噪声的问题,还简化了硬件结构,提升了系统性能,适应了现代电子技术的发展趋势,对于微波信号源的研制具有重要的实践意义。
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