跳频频率合成器设计(附件)【字数：10677】
摘 要跳频通信是扩频通信的主要形式。由于其抗干扰，抗拦截能力强，早期多用于军事通信系统，目前也用于商业和民用通信系统。跳频通信的主要功能是根据一定的伪随机跳变序列改变跳频通信传输的载波频率。因此，跳频频率合成器是其核心部件之一。跳频系统对频率合成器的要求是频率变换速度快；频率稳定度及频谱纯度高；频率数目多；能在编码控制下进行频率跳变。直接数字频率合成（DDS）是近年来迅速发展起来的一种新型频率合成方法。该方法具有精确的相位和频率分辨率，快速的频率转换，相对宽的带宽，以及输出任意波形的能力等。本文介绍了基于DDS的跳频频率合成器的设计。主要介绍了直接数字频率合成技术（DDS）的工作原理及特点，说明了芯片AD9854相关简介，并给出了基于DDS设计跳频频率合成器的方案。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究的背景 1
1.2研究的目的及意义 2
1.3 研究的方法 2
1.4研究的现状 3
第二章 DDS的工作原理和性能特点 3
2.1频率合成技术方法 3
2.1.1直接模拟合成法 3
2.1.2锁相环合成法 4
2.1.3直接数字合成法 4
2.2 DDS工作原理 4
2.3 DDS性能特点 6
2.4 DDS的应用 7
第三章 DDS芯片AD9854的工作原理及论证方案 7
3.1 DDS芯片相关背景与简介 7
3.2 AD9854芯片简介 8
3.3 AD9854的主要性能 8
3.4.1 AD9854的串行操作 9
3.4.2 AD9854的RAM 9
第四章 硬件设计 10
4.1 AD9854引脚功能 10
4.2 AD9854功能框图 12
4.3 AD9854工作模式 13
4.4硬件设计及软件流程图 14
4.4.1跳频频率合成器原理框图 14
4.2.2跳频硬件框图与电路图 15
4.4.3频率控制字软件流程图 17
结束语 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致 谢 19
参考文献 20
附录 21
第一章 绪论
1.1研究的背景
在当今的信息时代，如何有效利用宝贵的频段资源以及如何进行准确可靠的信息通信是通信领域的关键问题。随着通信技术被广泛应用，传输信道十分拥挤，资源也日益紧张了。扩频通信能够解决相关问题，提高现阶段的安全性能。扩频通信最常用的形式就是跳频通信。因为它具备了相对比较强的抵抗干扰能力以及抵抗拦截能力，并且还可以共享频谱资源，所以使得它在军事通信系统当中得到了大量的使用。
频率的跳变速度是跳频通信系统最为关键的一个参数。跳频通信的主要功能是根据一定的规则随机跳变序列改变跳频通信传输的载波频率。跳频通信能够在一定程度上对跳频通信系统的抗干扰能力产生决定性的影响。跳频技术的使用是为了确保通信的机密性和抗干扰性。
对于频率合成器这一装置，它是能够借助于若干个标准信号来经由各类技术的应用而生成很多离散频率信号。目前直接数字频率合成法被广泛的运用。这种方法相对比较的简单，并且还很可靠，能够容易进行控制，除此之外，它的频率分辨率以及转换速度也是非常高的，能够很好的满足快速跳频通信的要求。DDS直接在离散时间内产生信号，并通过改变幅度，频率和相位来产生调制信号。因此，可以为数字通信系统生成任意波形。软件无线电系统，本地载波发生器和压控振荡器中的数字D/A转换均可使用DDS技术实现。
1.2研究的目的及意义
跳频通信抗干扰能力强、机密性良好，它的优势在军事和民用方面都很明显。在整个跳频通信当中，频率合成器可以说是一项最为重要的技术。它能够在一定程度上直接决定跳频通信系统的性能。所以研究跳频频率合成器有着极高的现实意义。为了达到跳频通信抗干扰的目的，其工作频率按照一定的跳频模式随时间变化。因此，工作频率，频率间隔和频率转换时间是跳频频率合成器的基本工作指标。高分辨率，低相位噪声和高光谱纯度是主要的核心指标。频率合成技术经历了几个重要的发展阶段，如模拟直接频率合成，间接频率合成，数字直接频率合成和混合频率合成。在对该课题的研究基础上，通过深入研究，完成跳频频率合成器的设计。
频率合成器是电子系统的核心，是确定电子系统性能的关键设备。随着现代无线电通信的发展，诸如：移动通信、雷达、制导武器和电子对抗等系统越来越需要频率合成器。具有低相位噪声，高纯度频谱和高速灵活性的频率合成器一直是频率合成技术发展的主要目标。另外频率合成器广泛用于各种技术领域，例如，在雷达和电子对抗中，使用频率合成器可以快速准确地改变频率，以避免敌方飞机的侦察和干扰。在各种精密仪器中，频率合成器可以提供高分辨率和低噪声信号，以满足各种精密测量的需要。
1.3 研究的方法
频率合成一共有两种，一种就是直接合成，另外一种则是间接合成。对于直接合成，它还能够被进一步分成两种，一种就是模拟直接合成，另外一种则是直接数字合成。虽然模拟直接合成具有快速频率切换，高频分辨率，低相位噪声和高输出频率等优点，但它需要许多振荡器，倍频器，混频器和带通滤波器和分频器等硬件设备及其输出频率不可避免地含有大量由混频和倍频产生的不需要的寄生频率。DDS具有高分辨率和高输出频率，频率切换速度快。DDS具有连续相位，当频率切换时可输出宽带正交信号;输出相位噪声低，参考频率源的相位噪声得到改善；DDS实现全数字化，便于实施、体积小、重量轻。DDS不仅可用于任意波形发生，调制信号等，还可用于跳频。随着高速集成电路的快速发展，DDS将开辟更多新领域。
1.4研究的现状
由于扩频信号具有抗干扰、保密性、抗检测和抗衰落等特点，随着大规模集成电路，声表面波SAW器件和CCD器件的发展，军用扩频通信技术的发展大大提升。世界各国正在迅速研究扩大体系下的军事无线电台。
在超短波先进的数字通信系统里面，因为采用了数字跳频这一技术，所以导致敌人的电子对抗系统往往都会产生循环搜索，迫使敌人花费大量的高速计算机。时间分析和计算几年的伪随机跳频代码，错过了战斗机，从而确保了我们通信的准确性，及时性和信息安全性。因此，对超短波战术跳频通信的研究与开发，对敌人的电子干扰、测向、拦截和窃听将成为一项重要任务。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究的背景 1
1.2研究的目的及意义 2
1.3 研究的方法 2
1.4研究的现状 3
第二章 DDS的工作原理和性能特点 3
2.1频率合成技术方法 3
2.1.1直接模拟合成法 3
2.1.2锁相环合成法 4
2.1.3直接数字合成法 4
2.2 DDS工作原理 4
2.3 DDS性能特点 6
2.4 DDS的应用 7
第三章 DDS芯片AD9854的工作原理及论证方案 7
3.1 DDS芯片相关背景与简介 7
3.2 AD9854芯片简介 8
3.3 AD9854的主要性能 8
3.4.1 AD9854的串行操作 9
3.4.2 AD9854的RAM 9
第四章 硬件设计 10
4.1 AD9854引脚功能 10
4.2 AD9854功能框图 12
4.3 AD9854工作模式 13
4.4硬件设计及软件流程图 14
4.4.1跳频频率合成器原理框图 14
4.2.2跳频硬件框图与电路图 15
4.4.3频率控制字软件流程图 17
结束语 18
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致 谢 19
参考文献 20
附录 21
第一章 绪论
1.1研究的背景
在当今的信息时代，如何有效利用宝贵的频段资源以及如何进行准确可靠的信息通信是通信领域的关键问题。随着通信技术被广泛应用，传输信道十分拥挤，资源也日益紧张了。扩频通信能够解决相关问题，提高现阶段的安全性能。扩频通信最常用的形式就是跳频通信。因为它具备了相对比较强的抵抗干扰能力以及抵抗拦截能力，并且还可以共享频谱资源，所以使得它在军事通信系统当中得到了大量的使用。
频率的跳变速度是跳频通信系统最为关键的一个参数。跳频通信的主要功能是根据一定的规则随机跳变序列改变跳频通信传输的载波频率。跳频通信能够在一定程度上对跳频通信系统的抗干扰能力产生决定性的影响。跳频技术的使用是为了确保通信的机密性和抗干扰性。
对于频率合成器这一装置，它是能够借助于若干个标准信号来经由各类技术的应用而生成很多离散频率信号。目前直接数字频率合成法被广泛的运用。这种方法相对比较的简单，并且还很可靠，能够容易进行控制，除此之外，它的频率分辨率以及转换速度也是非常高的，能够很好的满足快速跳频通信的要求。DDS直接在离散时间内产生信号，并通过改变幅度，频率和相位来产生调制信号。因此，可以为数字通信系统生成任意波形。软件无线电系统，本地载波发生器和压控振荡器中的数字D/A转换均可使用DDS技术实现。
1.2研究的目的及意义
跳频通信抗干扰能力强、机密性良好，它的优势在军事和民用方面都很明显。在整个跳频通信当中，频率合成器可以说是一项最为重要的技术。它能够在一定程度上直接决定跳频通信系统的性能。所以研究跳频频率合成器有着极高的现实意义。为了达到跳频通信抗干扰的目的，其工作频率按照一定的跳频模式随时间变化。因此，工作频率，频率间隔和频率转换时间是跳频频率合成器的基本工作指标。高分辨率，低相位噪声和高光谱纯度是主要的核心指标。频率合成技术经历了几个重要的发展阶段，如模拟直接频率合成，间接频率合成，数字直接频率合成和混合频率合成。在对该课题的研究基础上，通过深入研究，完成跳频频率合成器的设计。
频率合成器是电子系统的核心，是确定电子系统性能的关键设备。随着现代无线电通信的发展，诸如：移动通信、雷达、制导武器和电子对抗等系统越来越需要频率合成器。具有低相位噪声，高纯度频谱和高速灵活性的频率合成器一直是频率合成技术发展的主要目标。另外频率合成器广泛用于各种技术领域，例如，在雷达和电子对抗中，使用频率合成器可以快速准确地改变频率，以避免敌方飞机的侦察和干扰。在各种精密仪器中，频率合成器可以提供高分辨率和低噪声信号，以满足各种精密测量的需要。
1.3 研究的方法
频率合成一共有两种，一种就是直接合成，另外一种则是间接合成。对于直接合成，它还能够被进一步分成两种，一种就是模拟直接合成，另外一种则是直接数字合成。虽然模拟直接合成具有快速频率切换，高频分辨率，低相位噪声和高输出频率等优点，但它需要许多振荡器，倍频器，混频器和带通滤波器和分频器等硬件设备及其输出频率不可避免地含有大量由混频和倍频产生的不需要的寄生频率。DDS具有高分辨率和高输出频率，频率切换速度快。DDS具有连续相位，当频率切换时可输出宽带正交信号;输出相位噪声低，参考频率源的相位噪声得到改善；DDS实现全数字化，便于实施、体积小、重量轻。DDS不仅可用于任意波形发生，调制信号等，还可用于跳频。随着高速集成电路的快速发展，DDS将开辟更多新领域。
1.4研究的现状
由于扩频信号具有抗干扰、保密性、抗检测和抗衰落等特点，随着大规模集成电路，声表面波SAW器件和CCD器件的发展，军用扩频通信技术的发展大大提升。世界各国正在迅速研究扩大体系下的军事无线电台。
在超短波先进的数字通信系统里面，因为采用了数字跳频这一技术，所以导致敌人的电子对抗系统往往都会产生循环搜索，迫使敌人花费大量的高速计算机。时间分析和计算几年的伪随机跳频代码，错过了战斗机，从而确保了我们通信的准确性，及时性和信息安全性。因此，对超短波战术跳频通信的研究与开发，对敌人的电子干扰、测向、拦截和窃听将成为一项重要任务。
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