黔南民族师范学院学报2006年第3期
DDS 数字移相器王利众
(中央民族大学物理与电子工程学院, 北京 100081)
摘 要:直接数字式频率合成技术(DDS ) , , 给出了一种DDS 数字移相器的设计方案。
关键词:直接数字式频率合成(DDS ) ; ; 中图分类号:T N74:1005-6769(2006) 03-0012-02
DD S D i g it a l Pha se Sh i fter
WANG L i -zhong
(Depart m ent of Physics and Electr onic Engineering, Central University for Nati onalities,Beijing 100081, China ) Abstract:D irect digital synthesis (DDS ) is an advanced all digital frequency synthesis technol ogy, based on the P M functi on of DDS, this paper gives the design sche me of a DDS digital phase shifter .
Key words:direct digital synthesis (DDS ) ; phase shifter; radar
1 引言
在相控阵雷达中, 天线波束的扫描是依靠大量的移相器来实现的, 因此, 移相器是相控阵雷达中的一个关键部件。直接数字式频率合成技术出现于20世纪70年代, 由于其特殊的原理和结构, 使它具有多种调制功能, 因而将DDS 技术用于相控阵雷达移相器的设计无疑是一个很好的选择。
2 DDS 相位调制功能
DDS 不仅能实现输出频率的改变, 而且还具有相位调制功能, 具有相位调制功能的DDS 原理框图如图1所示
。
图1 具有相位调制功能的DDS 原理框图
图1中DDS 输出信号相位参数的改变可以通过变化相位控制字P 来实现, 若相位加法器的字长为M , 当相位控制字P 由0跃变到P (P ≠0) 时, 波形存储器的输入为相位累加器输出与相位控制字P 之和,
收稿日期:2005-12-26
作者简介:王利众(1968-) , 男, 石家庄人, 博士, 高级工程师, 研究方向:通信及雷达技术。
黔南民族师范学院学报2006年第3期
M π, 使最后输出的模拟信号产生相移, 其最小步进为P m in 因而其输出的幅度编码相位会增加(P /2) ・2
π/2=2M
因此, 当DDS 的相位累加器字长和相位加法器字长固定时, 通过改变K 、P 可以有效地控制DDS 输出模拟信号的频率和相位。由于DDS 具有以上特点, 因此我们可以采用DDS 技术来设计相控阵雷达中的数字移相器。
3 DDS 移相信号发生器
从上面的分析我们知道, DDS 是一个性能优良的相位调制器。由于DDS , 因而对相位加法器的数字设计实现精确的相移控制十分方便。, DDS 的M 可做到16位, 并且具有相移速度快、损耗低、=π/216=0. 006°P m in =2
图2给出的是采用DDS , 其主要技术指标为:
(1) :
((3) :
(4) 相移范围:
(5) 最小相移步进:0
°
图2 DDS 数字移相器组成框图
该移相器主要由80MHz 参考频率源、DDS 芯片STE L -1175、数模转换器(DAC ) 及低通滤波器(LPF ) 等组成。数模转换器采用美国AD 公司生产的12位DAC 芯片AD9713B , 其工作频率可达80MHz 。低通滤波器采用7阶考尔参数滤波器。该移相器的核心芯片选用的是Stanford Telecom 公司生产的高性能数DDS 芯片STE L -1175, 它由相位寄存器、相位累加器、相位逻辑运算单元和正余弦信号波形表等组成。STEL -1175的主要特点有:
(1) 很高的工作频率, 时钟最高频率可达80MHz;
(2) 很高的频率分辨率, 相位累加器位数N =32。f r =80MHz 时, 其最小频率分辨率为:
m in ∫f r /2N =(80×10) /2≈0. 019(Hz ) 632
(3) 很宽的输出相对带宽, 按最高时钟频率的40%计算, 输出频段为0-32MHz;
(4) 很高的频谱纯度, 杂散极限值可达-78d Bc;
(5) 可用于线性P M 或脉冲型PSK 及编码调制, 具有精确的相位调制功能, 其相位加法器的位数M
=12, 相位的最小步进为:P m in =360°/2=360°/2
(6) 有方便的微机控制接口, 功耗很低。M 12=0. 09°;
4 结束语
一部固态有源相控阵雷达往往需要成百上千个移相器, 移相器是相控阵雷达系统(下转第71页)
黔南民族师范学院学报2006年第3期
教师要引导学生接触社会、生产、生活的实际, 让学生在实践中多动脑多动手, 不怕失败, 在失败中取得经验和教训。要开展合作学习, 营造创新、创造的氛围。让学生明了每个人都能创新, 要让每个学生都有平等的机会创新、讨论和解答问题。
教师要积极开展综合实践课, 认真开展研究性的学习, 认真上好活动课。通过小发明、小创造、小实验等活动及其他开创性实践活动, 让学生动手动脑, 取得认识事物及其变化的亲身体验, 掌握发现问题和解决问题的办法, 使他们勇于独立思考, 标新立异, 成为创新型人才。参考文献:
[1]路凯, 刘仲春. 现代创造教育[M].北京:光明日报出版社, 1988.
[2]张毅强. 实施创造性思维教学, 培养学生的创新素质[M].北京, [3]刘传生. 化学教学中创新教育的研究[M].北京:, .
(上接第13, 。由于DDS 芯片具有体积小, , , 易于集成及批量生产, 控制简单, 相移速度快等特点, 因而将DDS 芯片用于相控阵雷达移相器, 可进一步提高相控阵雷达的数字化程度, 并将其整体水平提高到一个新的高度。
参考文献:
[1]ATechnical Tut orial on D igital Signal Synthesis[Z].Anal og Device I nc . 1999.
[2]张光义. 相控阵雷达系统[M].北京:国防工业出版社, 2000.
[3]张光义. 空间探测相控阵雷达[M].北京:科学出版社, 2001.
[4]陈世伟. 锁相环路原理及应用[M].北京:兵器工业出版社, 1990.
黔南民族师范学院学报2006年第3期
DDS 数字移相器王利众
(中央民族大学物理与电子工程学院, 北京 100081)
摘 要:直接数字式频率合成技术(DDS ) , , 给出了一种DDS 数字移相器的设计方案。
关键词:直接数字式频率合成(DDS ) ; ; 中图分类号:T N74:1005-6769(2006) 03-0012-02
DD S D i g it a l Pha se Sh i fter
WANG L i -zhong
(Depart m ent of Physics and Electr onic Engineering, Central University for Nati onalities,Beijing 100081, China ) Abstract:D irect digital synthesis (DDS ) is an advanced all digital frequency synthesis technol ogy, based on the P M functi on of DDS, this paper gives the design sche me of a DDS digital phase shifter .
Key words:direct digital synthesis (DDS ) ; phase shifter; radar
1 引言
在相控阵雷达中, 天线波束的扫描是依靠大量的移相器来实现的, 因此, 移相器是相控阵雷达中的一个关键部件。直接数字式频率合成技术出现于20世纪70年代, 由于其特殊的原理和结构, 使它具有多种调制功能, 因而将DDS 技术用于相控阵雷达移相器的设计无疑是一个很好的选择。
2 DDS 相位调制功能
DDS 不仅能实现输出频率的改变, 而且还具有相位调制功能, 具有相位调制功能的DDS 原理框图如图1所示
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图1 具有相位调制功能的DDS 原理框图
图1中DDS 输出信号相位参数的改变可以通过变化相位控制字P 来实现, 若相位加法器的字长为M , 当相位控制字P 由0跃变到P (P ≠0) 时, 波形存储器的输入为相位累加器输出与相位控制字P 之和,
收稿日期:2005-12-26
作者简介:王利众(1968-) , 男, 石家庄人, 博士, 高级工程师, 研究方向:通信及雷达技术。
黔南民族师范学院学报2006年第3期
M π, 使最后输出的模拟信号产生相移, 其最小步进为P m in 因而其输出的幅度编码相位会增加(P /2) ・2
π/2=2M
因此, 当DDS 的相位累加器字长和相位加法器字长固定时, 通过改变K 、P 可以有效地控制DDS 输出模拟信号的频率和相位。由于DDS 具有以上特点, 因此我们可以采用DDS 技术来设计相控阵雷达中的数字移相器。
3 DDS 移相信号发生器
从上面的分析我们知道, DDS 是一个性能优良的相位调制器。由于DDS , 因而对相位加法器的数字设计实现精确的相移控制十分方便。, DDS 的M 可做到16位, 并且具有相移速度快、损耗低、=π/216=0. 006°P m in =2
图2给出的是采用DDS , 其主要技术指标为:
(1) :
((3) :
(4) 相移范围:
(5) 最小相移步进:0
°
图2 DDS 数字移相器组成框图
该移相器主要由80MHz 参考频率源、DDS 芯片STE L -1175、数模转换器(DAC ) 及低通滤波器(LPF ) 等组成。数模转换器采用美国AD 公司生产的12位DAC 芯片AD9713B , 其工作频率可达80MHz 。低通滤波器采用7阶考尔参数滤波器。该移相器的核心芯片选用的是Stanford Telecom 公司生产的高性能数DDS 芯片STE L -1175, 它由相位寄存器、相位累加器、相位逻辑运算单元和正余弦信号波形表等组成。STEL -1175的主要特点有:
(1) 很高的工作频率, 时钟最高频率可达80MHz;
(2) 很高的频率分辨率, 相位累加器位数N =32。f r =80MHz 时, 其最小频率分辨率为:
m in ∫f r /2N =(80×10) /2≈0. 019(Hz ) 632
(3) 很宽的输出相对带宽, 按最高时钟频率的40%计算, 输出频段为0-32MHz;
(4) 很高的频谱纯度, 杂散极限值可达-78d Bc;
(5) 可用于线性P M 或脉冲型PSK 及编码调制, 具有精确的相位调制功能, 其相位加法器的位数M
=12, 相位的最小步进为:P m in =360°/2=360°/2
(6) 有方便的微机控制接口, 功耗很低。M 12=0. 09°;
4 结束语
一部固态有源相控阵雷达往往需要成百上千个移相器, 移相器是相控阵雷达系统(下转第71页)
黔南民族师范学院学报2006年第3期
教师要引导学生接触社会、生产、生活的实际, 让学生在实践中多动脑多动手, 不怕失败, 在失败中取得经验和教训。要开展合作学习, 营造创新、创造的氛围。让学生明了每个人都能创新, 要让每个学生都有平等的机会创新、讨论和解答问题。
教师要积极开展综合实践课, 认真开展研究性的学习, 认真上好活动课。通过小发明、小创造、小实验等活动及其他开创性实践活动, 让学生动手动脑, 取得认识事物及其变化的亲身体验, 掌握发现问题和解决问题的办法, 使他们勇于独立思考, 标新立异, 成为创新型人才。参考文献:
[1]路凯, 刘仲春. 现代创造教育[M].北京:光明日报出版社, 1988.
[2]张毅强. 实施创造性思维教学, 培养学生的创新素质[M].北京, [3]刘传生. 化学教学中创新教育的研究[M].北京:, .
(上接第13, 。由于DDS 芯片具有体积小, , , 易于集成及批量生产, 控制简单, 相移速度快等特点, 因而将DDS 芯片用于相控阵雷达移相器, 可进一步提高相控阵雷达的数字化程度, 并将其整体水平提高到一个新的高度。
参考文献:
[1]ATechnical Tut orial on D igital Signal Synthesis[Z].Anal og Device I nc . 1999.
[2]张光义. 相控阵雷达系统[M].北京:国防工业出版社, 2000.
[3]张光义. 空间探测相控阵雷达[M].北京:科学出版社, 2001.
[4]陈世伟. 锁相环路原理及应用[M].北京:兵器工业出版社, 1990.