琪 張 波 李署堅

     來源：《電子技術應用》

     摘要：提出一種基于dds和fpga技術的高動態(tài)擴頻仿真信號源的實現(xiàn)方案。采用了dds技術的芯片ad9854和ad9850，能夠模擬多普勒頻移，實現(xiàn)高動態(tài)環(huán)境仿真。載波中心頻率變化范圍達到100khz，變化率1.8khz/s。

     關鍵詞：擴頻

     dds fpga 多普勒

     擴展頻譜通信（spread spectrum

     communication）作為一種新型的通信體系，具有抗干擾能力強、截獲率低、碼分多址、信號隱蔽、保密、易于測距等優(yōu)點，是通信領域的一個重要發(fā)展方向。正是由于這些優(yōu)點，擴展通信在軍事上受到了極大的重視。為配合高動態(tài)擴頻接收機的研究，迫切需要一臺能夠精確模擬高機動目標環(huán)境條件下的擴頻信號的信號源。本文提出的基于dds（direct

     digital synthesis）和fpga技術的高動態(tài)擴展仿真信號源不但能夠模擬擴頻信號，而且由于采用了使用dds技術的頻率合成器ad9854，能夠實現(xiàn)高速的頻率跳變，因此該信號源就能夠比較精確地模擬多普勒效應，實現(xiàn)高動態(tài)仿真。

     可編程邏輯器件（programmable logic

     device，pld）及其應用是20世紀70年代誕生的一門新興技術，pld具有集成度高、可靠性強、可重復編程等特點。pld器件包括prom、gal、epld、isplsi和fpga，其中fpga編程靈活，它的i/o引腳多達幾百條，一片fpga就可以實現(xiàn)邏輯功能十分復雜的邏輯部件或者一個小型數(shù)字系統(tǒng)。本文介紹的系統(tǒng)選用altera公司的flex10k系列器件，主要完成的最數(shù)據(jù)和擴頻調制。

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     高動態(tài)擴頻仿真信號源的原理簡介

     原理如圖1所示，該信號源從原理上主要分為擴頻調制和載波調制兩部分，而單片機則起到核心控制的作用。單片機at89c52一共連接了四個外設：可編程i/o接口芯片8152、液晶顯示模塊mgls-19264、時鐘發(fā)生器ad9850和頻率合成器ad9854。

     （1）擴展調制。擴頻調制主要由可編程邏輯器件

     fpga來完成。五組pcm碼和八組pn碼分別存在兩塊eprom中，液晶顯示屏提供給用戶一個友好的界面，提示用戶輸入各種參數(shù)。單片機依照用戶從鍵盤輸入的組別產(chǎn)生地址；fpga根據(jù)單片機提供的地址，按照ad9850產(chǎn)生的時鐘，從eprom中提取數(shù)據(jù)，并在fpga內部完成擴頻調制，然后送出數(shù)據(jù)，進行載波調制。

     擴頻調制采用直接序列擴頻調制（ds），輸出的信號波形為：

     ad9850使用了先進的直接數(shù)字頻率合成技術（dds），是高速度、高性能的完全數(shù)字化的可編程頻率合成器和時鐘發(fā)生器。此處ad9850產(chǎn)生了一個5.23264mhz的時鐘信號。

     （2）載波調制。載波調制采用二進制相移鍵控（bpsk）。一般的bpsk信號的表達式為：

     直序擴頻的bpsk信號可表示為：

     載波調制選用可編程頻率合成器ad9854。ad9854是采用dds技術、高度集成化的器件。配合內部兩個高速、高性能的正交數(shù)據(jù)轉換器和一個比較器來完成數(shù)字可編程的i、q兩路頻率合成功能。ad9854可以完成singie-tone、fsk、ranped

     fsk、chirp、bpsk等調制功能。ad9854創(chuàng)新的高速dds內核提供了48比特的頻率分頻率。ad9854的電路輸出允許同時產(chǎn)生兩路正交的高達150mhz的輸出，并且輸出的頻率可以在數(shù)字的調整下以每秒100兆個新頻率點的速度跳變。兩個12比特的乘法器可以實現(xiàn)可編程的幅度調制，輸出整形鍵控和精確的正交輸出幅度控制。ad9854的可編程4～20倍參考時鐘倍頻器電路可以用較低頻率的外部參考時鐘而在內部產(chǎn)生一個高達300mhz的時鐘。ad9854工作在并行工作方式下時，有8根數(shù)據(jù)線、6根地址線與單片機相連。ad9854的頻