基于AD9951的差分快速跳频系统频率合成器的设计

一种L频段快速跳频频率合成器的设计和实现
胡天甲
【期刊名称】《信息通信》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】结合数字式频率合成器（DDS）和集成锁相环（PLL）各自的优点，研制并设计了以DDS芯片AD9851和集成锁相芯片ADF4112、4106构建的高分辨率、低杂散、宽频段频率合成器，并对该频率合成器进行了分析、仿真和试验，从仿真和实际测试结果看，该频率合成器达到了设计目标。

该频率合成器能在L 波段上实现每赫兹频率步进，相位噪声能满足-73 dBc/Hz@1 kHz、-83
dBc/Hz@10 kHz、93 dBc/Hz@10 kHz ，杂散优于-60 dBc ，频率转换速度优于为50 s。

【总页数】2页(P49-50)
【作者】胡天甲
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081
【正文语种】中文
【中图分类】TN74
【相关文献】
1.锁相环式快速跳频频率合成器的实现 [J], 陈晓华
2.一种新的快速跳频频率合成器 [J], 李彦舟
3.一种高速跳频频率合成器的实现 [J], 周炳利;许波强;王从道
4.一种S波段宽带跳频频率合成器的设计与实现 [J], 刘静;马彦恒;胡旭;黄冠中
5.L_x频段高速跳频频率合成器 [J], 廖仕珍
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课程设计课程名称：通信原理课程设计设计名称：基于400MSPS 14-Bit,1.8VCMOS 直接数字合成器AD9951专业：班级：姓名：学号：指导老师：_400 MSPS 14-Bit, 1.8 V CMOS直接数字合成器AD9951Abstract:The AD9951 is a direct digital synthesizer (DDS) featuring a 14-bit DAC operating up to 400 MSPS. The AD9951 uses advanced DDS technology, coupled with an internal high speed, high performance DAC to form a digitally programmable, complete high frequency synthesizer capable of generating a frequency-agile analog output sinusoidal waveform at up to 200 MHz. The AD9951 is designed to provide fast frequency hopping and fine tuning resolution (32-bit frequency tuning word). The frequency tuning and control words are loaded into the AD9951 via a serial I/O port. The AD9951 is specified to operate over the extended industrial temperature range of F0° C to +105° C. Synchronizing Multiple AD9951s , The AD9951 product allows easy synchronization of multiple AD9951s. There are three modes of synchronization available to the user: an automatic synchronization mode, a software controlled manual synchronization mode, and a hardware controlled manual synchronization mode. Applications, Agile LO frequency synthesis, Programmable clock generators, Test and measurement equipment ,Acousto-optic device driver T sh. e AD9951 supports various clock methodologies. Support for differential or single-ended input clocks and enabling of an on-chip oscillator and/or a phase-locked loop (PLL) multiplier are all controlled via user programmable bits.摘要:AD9951是一个直接数字频率合成器( DDS，其特色是有一个工作在400MSPS的14位数/模转换器(14-bit DAC). AD9951采用了先进的DDS技术，芯片内部有一个高速的，高性能的DAC能够形成一个数位可编程的，完整的高频合成器DDS系统，有能力产生频率达200 MHz 的模拟正弦波。

DDS芯片AD9851及其在跳频通信系统中的应用DDS芯片AD9851及其在跳频通信系统中的应用信息产业部电子第54所高保生摘要：本文介绍了直接数字频率合成技术的发展及原理，重点分析了DDS芯片AD9851的原理及其在跳频系统中的应用。

关键词：DDS；AD9851；跳频通信；频率合成跳频通信技术是一种抗干扰通信技术，近年来得到广泛的应用。

跳频通信的核心技术之一是跳频频率合成技术。

频率合成技术主要有三种方式，即直接合成、锁相频率合成和直接数字合成(DDS)。

其中直接数字合成DDS较前两种方法有很大不同，它直接对参考正弦时钟进行抽样和数字化，然后通过数字计算技术进行频率合成。

与其它频率合成方法相比，它的优点是：相位连续，频率分辨率高，频率转换速度快。

另外还具有价格低廉和良好的可再调制性能。

而跳频频率合成器要求频率转换速度快，输出频率范围宽，而且易于使用，由此可见高速DDS很适合于用作跳频频率合成器。

1.DDS的原理及特点如图1所示，DDS由相位累加器、正弦查表、D/A转换器和低通滤波器组成。

图1中的参考时钟是一个稳定的晶体振荡器，用它来同步整个合成器的各个组成部分，相位累加器类似于一个简单的计数器，在每个时钟脉冲输入时，它的输出就增加一个步长的相位增量值。

相位累加器把频率控制字FSW的数据变成相位抽样来确定输出频率的大小。

相位增量的大小随外部指令FSW的不同而不同，一旦给定了相位增量，输出频率也就确定了。

当用这样的数据寻址时，正弦查表就把存储在相位累加器中的抽样值转换成正弦波幅度的数字量函数。

D/A变换器把数字量变成模拟量，低通滤波器进一步平滑并滤掉带外杂散，得到所需的信号波形。

DDS的输出频率f O和参考时钟fr、相位累加器长度N以及频率控制字FSW的关系为：f O=f r·FSW/2NDDS的频率分辨率为：Δf O=f r/2N由于DDS的输出最大频率受奈奎斯特抽样定理限制，所以：f max=f r/2目前，DDS产品有Qualcomm公司的Q2334、Q2368；AD公司的AD7008，AD9850，AD9851等，本文主要以AD公司的AD9851进行介绍。

基于ADF4350与AD9913的跳频频率合成器设计胡丽格【摘要】很多系统对频率合成器的频率捷变性能和相位噪声特性提出了越来越高的要求。

介绍了基于锁相环ADF4350与DDS AD9913的跳频频率合成器的设计与实现方法。

通过对跳频理论与锁相环技术理论研究，以及对ADF4350锁相环内部结构进行分析，设计了基于ADF4350与AD9913的900～4000 MHz跳频频率合成器。

测试结果表明，输出信号相位噪声优于－86 dBc／Hz＠10 kHz，频率步进0�76 Hz，频率转换时间优于175μs，频率合成器性能良好。

%Many systems require that the frequency synthesizer provide high performance in frequency agility and low phase noise characteristics.A design and implementation of frequency hopping synthesizer based on ADF4350 and AD9913 is presented.Based on studying the theory of frequency hopping and phase locked loop,and analyzing the internal structure of ADF4350,a design of frequency hopping synthesizer ranging from 900 MHz to 4 000 MHz is realized combing with AD9913.Testing results show that the phase noise is lower than -86 dBc/Hz@10 kHz,frequency hopping step is 0.76 Hz,and frequency conversion time is 175 μs,which provides a good performance and meets the requirement.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】3页(P65-67)【关键词】频率合成;直接数字频率合成;锁相环;跳频【作者】胡丽格【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN74频率合成技术作为现代电子系统中一项极为重要的技术，对现代通信、雷达、卫星和电子对抗都具有相当重要的作用。

宽带高速跳频频率合成器设计与实现
本文的研究内容是某超短波电台的频率合成器。

频率合成器的主要技术指标包括：波段、带宽、转换时间、稳定度、相位噪声、杂散、体积、成本等。

超短波跳频电台对频率合成器的要求,一是要具有良好的相位噪声,二是频率切换时间要快,缩短信道在高速跳频过程的换频开销,提高数传速率等。

本频率合成器采用DDS内插PLL的组合方案,实现高的频率分辨率、高的转换速率和较宽的输出频率；采用快速频率预置和变带宽技术,实现频率的快速切换；对各主要器件相位噪声进行严格设计和控制,以满足整机相位噪声的要求。

DDS采用高速器件AD9951,锁相环采用ADF4113和ADF4193芯片,同时采用低噪声压控振荡器,应用ADIsimPLL仿真软件,通过多种快速锁定措施,达到了整机对转换时间的要求。

经测试,合成器各项指标全面达到整机要求。

由于项目研制周期较短,PCB板的布局、元器件的筛选、生产性、工艺性等方面有待后续进一步的完善。

基于AD9851信号发生器的设计摘要：基于直接数字频率合成(DDS)原理，采用AD9851型DDS器件设计一个信号发生器，实现50 Hz～60 MHz范围内的正弦波输出。

通过功率放大，在50Ω负载的情况下，该信号发生器在50 Hz～10 MHz范围内输出稳定正弦波，电压峰峰值为0～5V±0．3V。

关键词：DDS；直接数字频率合成；AD9851；微处理器；C语言0 引言直接数字合成(DDS)是近年来新的电子技术。

单片集成的DDS产品是一种可代替锁相环的快速频率合成器件。

DDS是产生高精度、快速变换频率、输出波形失真小的优先选用技术。

DDS以稳定度高的参考时钟为参考源，通过精密的相位累加器和数字信号处理，通过高速D／A 变换器产生所需的数字波形(通常是正弦波形)，这个数字波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。

DDS系统一个显著的特点就是在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位。

除此之外，DDS的固有特性还包括：相当好的频率和相位分辨率(频率的可控范围达μHz级，相位控制小于0．09°)，能够进行快速的信号变换(输出DAC的转换速率百万次／秒)。

1 AD9851集成芯片简介AD9851相对于AD9850的内部结构，只是多了一个6倍参考时钟倍乘器，当系统时钟为180MHz时，在参考时钟输入端，只需输入30 MHz的参考时钟即可。

AD9851是由数据输入寄存器、频率／相位寄存器、具有6倍参考时钟倍乘器的DDS芯片、10位的模／数转换器、内部高速比较器这几个部分组成。

其中具有6倍参考时钟倍乘器的DDS芯片是由32位相位累加器、正弦函数功能查找表、D／A变换器以及低通滤波器集成到一起。

这个高速DDS芯片时钟频率可达180MHz，输出频率可达70 MHz，分辨率为0．04Hz。

AD9851可以产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制且稳定性很好的模拟正弦波，这个正弦波能够直接作为基准信号源，或通过其内部高速比较器转换成标准方波输出，作为灵敏时钟发生器来使用。

基于AD9911频率源的设计与实现
张震
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2014(27)3
【摘要】设计了一种由单片机PIC18LF4520控制DDS芯片AD9911的频率源电路.阐述了单片机控制DDS的软硬件实现方法,以及AD9911内部寄存器的配置要点.系统设计外围电路简单,可方便地实现对频率源电路输出频率、相位和工作模式的控制,输出信号频率范围为25～75 MHz.实验结果表明,该频率源具有输出频率精确、频率分辨率高和相位噪声低等特点,符合通信系统对频率源的设计要求.
【总页数】4页(P66-69)
【作者】张震
【作者单位】电子科技大学电子工程学院,四川成都611731
【正文语种】中文
【中图分类】TN741
【相关文献】
1.基于DDS的C波段宽带小步进低相噪频率源的设计与实现 [J], 邓迅;石玉;张钰英
2.基于ADF4350锁相频率合成器的频率源设计与实现 [J], 徐述武;汪海勇;唐云峰
3.基于LMX2594的K波段频率源的设计与实现 [J], 胡格;王志鹏;文继国
4.基于GPS秒脉冲的频率源设计与实现 [J], 王冬;汪贵华;郭庆贺
5.一种基于PXIe架构低杂散宽带频率源设计与实现 [J], 魏德肖; 陈兵; 邹辰龙
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一种基于AD9959的频率合成器的设计闫朝政;田克纯;吴子勇;郭智威【摘要】直接数字频率合成(Direct Digital Synthesizer,DDS)利用了全数字的结构,通过DAC把数字量的信号转换为模拟量的信号,从而合成所需的模拟频率.DDS 拥有直接频率合成技术与间接式频率合成技术的优势.AD9959是一个内置了4个10 bit速度最高可达500 MS/s采样率的DAC的DDS芯片.以DDS原理为依据,采用AD9959芯片,以STC10L08XE单片机为MCU,设计了一种产生高频本振信号的频率合成器,有效应用在音频信号接收机中.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2013(037)002【总页数】6页(P25-29,32)【关键词】直接数字频率合成技术;AD9959;频率【作者】闫朝政;田克纯;吴子勇;郭智威【作者单位】桂林电子科技大学,广西桂林541004;桂林电子科技大学,广西桂林541004;桂林电子科技大学,广西桂林541004;桂林电子科技大学,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN9121 引言现在音频信号是数字格式进行存储，而采集到的音频样本是模拟格式，在将模拟格式的音频信号进行数字化A/D之前，需要混频器对模拟音频信号进行下变频，以降低A/D采样率，减少A/D的复杂度，节约成本。

而频率合成器则为混频器提供本振信号源。

直接数字频率合成技术(DDS)是根据相位概念直接合成所需的频率，DDS具有频率转换快的特点，而且频率在一定的范围内可以适当地扩展，能够输出宽带本振信号，同时在一定程度上抑制杂散。

该设计是音频处理接收机模拟前端模块的本振源。

2 直接数字频率合成(DDS)的工作原理和结构直接数字频率合成技术可提供快速的信号建立时间，纯净的信号频谱［1］。

DDS 技术是通过DAC把数字量的信号转换为模拟量的信号，从而合成所需的频率。

DDS的结构如图1所示。

图1 DDS的框图结构在DDS工作时，在参考时钟的触发之下，相位累加器与频率控制字(Frequency Control Words，FCW)K在每一个时钟周期内相加一次，相加之后的相位值在每个周期内以二进制码的形式去寻址正弦查询表ROM，将相应的相位信息转化到相应的数字幅度值，ROM输出的数字量经过DAC之后转化为模拟量，如图2后半部分所示的阶梯波，再经过一个低通滤波器滤掉其他分量得到一个平滑的正弦波本振信号［2］。

基于AD9951的差分快速跳频系统频率合成器的设计
朱方明;张辉
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2008(34)2
【摘要】选用内部时钟为400MHz的高性能直接数字合成频率源DDS芯片AD9951作为核心器件设计频率合成器,采用DDS+DSP的设计方案.利用锁相环ADF4113为AD9951提供参考时钟.阐述了AD9951芯片的主要性能及其在快速频率合成器设计中的应用方法.
【总页数】3页(P52-53,56)
【作者】朱方明;张辉
【作者单位】西安电子科技大学,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.跳频通信系统中频率合成器的System View设计与仿真 [J], 张鹏;张静
2.快速跳频雷达频率合成器的实现 [J], 金松;费元春
3.跳频收发系统中的跳频频率合成器设计 [J], 左广霞;李正生;何彬;李庆坤;马文彦
4.基于DSP和DDS的差分跳频系统频率合成器设计 [J], 朱礼亚;李诚;张曦
5.9kHz～1.4GHz高精度快速随机跳频DDS频率合成器 [J], 王家敏; 杨青慧; 张怀武
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DSP控制AD9959实现快速跳频的接口设计【摘要】本文介绍了直接数字合成（Direct Digital Synthesic缩写DDS）技术的工作原理及特点，并给出了DSP控制DDS芯片AD9959实现快速跳频的接口设计方案。

【关键词】跳频；DDS；AD9959；SPI串行通信1.引言跳频通信是扩频通信的一种主要形式。

由于其具有抗干扰、抗截获的能力，并能做到频谱资源共享，在当前军事抗干扰通信系统中被广泛应用。

跳频通信系统的一项重要参数是频率的跳变速度。

它在很多程度上决定了跳频通信系统抗跟踪式干扰的能力，这一点在电子对抗中尤为重要。

因此，快速跳频频率合成器的设计就成为跳频通信的关键之一。

直接数字合成（DDS）是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法。

这种方法简单可靠、控制方便，且具有很高的频率分辨率和转换速度，非常适合快速跳频通信的要求。

本文将介绍DDS的工作原理，并给出基于DDS的跳频频率合成器的设计。

2.DDS的结构及工作原理直接数字频率合成是采用数字化技术，通过控制和位的变化速度，直接产生各种不同频率信号的一种频率合成方法。

DDS的结构原理框图如图1所示，它由相位累加器、波型存储器、数模转换器、低通滤波器和参考时钟五部分组成。

参考时钟fc由一个稳定的晶体振荡器产生，用它来同步整个合成器的各个组成部分。

在参考时钟的控制下，相位累加器对频率控制字K进行线性累加，得到的相位码对波型存储器寻址，使之输出相应的幅度码，经过数模转换器得到相应的阶梯波，最后经低通滤波器对阶梯波进行平滑处理，得到所需频率的波形。

3.DDS的特点及跳频能力新一代的直接数字频率合成器采用全数字的方式实现频率合成，与传统的频率合成技术相比，具有以下特点：（1）频率转换快。

直接数字频率合成是一个开环系统，无任何反馈环节，其频率转换时间主要由频率控制字状态改变所需的时间及各电路的延时时间所决定，转换时间很短；（2）频率分辨率高、频点数多。

短波差分高速跳频电台频率合成器设计的开题报告一、选题背景及意义随着信息技术的迅速发展和应用，短波通信作为一种高效、可靠、并且具有广泛覆盖区域的通信手段，仍然在军事、航空、海上、天文等领域得到广泛应用。

在短波通信中，由于短波波段的特殊性，频率选择性衰减较大，需要对频率进行调整，以保证通信的质量。

为此，研究一种具有高速切换频率、频率稳定性好、不易受环境干扰等特点的短波差分高速跳频电台频率合成器，具有重要的理论和应用价值。

二、研究内容本文将研究短波差分高速跳频电台频率合成器的设计及其关键技术，主要包括以下内容：1. 综述现有的短波差分高速跳频电台频率合成器的研究现状，分析其不足之处。

2. 设计可靠、稳定、高速切换频率的短波差分高速跳频电台频率合成器电路结构，并进行仿真分析和验证。

3. 设计新型的合成器控制器，以提高频率稳定性和信号抗干扰能力。

并进行实验验证，评估其性能优劣。

4. 对所设计的短波差分高速跳频电台频率合成器进行性能测试和实验研究，验证其稳定性和可靠性。

三、研究方法和步骤1. 综述各类短波差分高速跳频电台频率合成器的设计方案，分析其优劣及难点。

2. 设计差分高速跳频频率合成器电路结构，包括控制器、相位锁环、原子钟等关键组成部分。

3. 利用仿真软件对设计的频率合成器进行仿真分析、性能评估和优化。

4. 根据仿真结果进行实验，搭建差分高速跳频频率合成器实验平台，对其进行性能测试和验证。

5. 对实验结果进行数据处理和分析，讨论频率合成器的优点和不足，提出改进方案。

四、研究的创新点和预期目标1. 提出一种高速切换频率、频率稳定性好的短波差分高速跳频电台频率合成器电路结构，克服了现有短波差分高速跳频电台频率合成器的不足。

2. 设计新型的合成器控制器，提高频率稳定性和信号抗干扰能力。

3. 对所设计的短波差分高速跳频电台频率合成器进行性能测试和实验研究，验证其稳定性和可靠性。

五、论文的结构和安排本文共分为六个部分，具体安排如下：第一章：引言，主要介绍选题的背景、研究的意义、研究内容和论文的结构。

基于AD9851的软件调频电路设计
卢宏基;张丹
【期刊名称】《安徽大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(031)004
【摘要】分析了直接数字频率合成器AD9851的特点和工作原理,结合实际应用,给出了由高速微处理器C8051F040和AD9851构成的软件调频电路的设计思路和硬件电路.根据电路结构和AD9851的特性给出了频率控制寄存器参数的设置计算方法,最后提供了程序流程图和用C51高级语言实现的控制程序.
【总页数】4页(P36-39)
【作者】卢宏基;张丹
【作者单位】湖北大学,物理学与电子技术学院,湖北,武汉,430062;湖北大学,物理学与电子技术学院,湖北,武汉,430062
【正文语种】中文
【中图分类】N945
【相关文献】
1.基于调频连续波传感系统的半导体激光器调频电路设计 [J], 张倩;孙进辉;杜士森;李志敏
2.基于CXA1999N的调频中频放大电路设计 [J], 邹其洪;李传琦
3.基于MB1504与单片机的调频电路设计 [J], 卢林菊
4.基于PSS?E软件的风电场场级调压调频控制器建模 [J], 唐彬伟;晁勤
5.基于软件无线电的调频连续波雷达实现 [J], 唐晗呈;杨涛
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