基于ad9850系列的跳频频率合成器设计(附件)【字数：11854】
摘 要跳频通信是扩频通信的主要形式之一。跳频通信拥有抗干扰、抗拦截能力强和多址组网能力高等特点，故可应用于战术无线电通信和民用移动通信。跳频系统中跳频频率合成器是其核心部件之一。跳频频率合成器的基本工作指标有工作频率、频率间隔、频率转换时间等。频率合成技术是利用一个或多个高稳定度的晶振产生一系列等间隔的、离散的、高稳定度频率的一项技术。直接数字频率合成（DDS）技术常用的是基于AD9850芯片的设计方案。故本文介绍的就是基于AD9850芯片的跳频频率合成器的工作原理和实现方案。
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 1
1.3 研究的方法 2
1.4研究的现状与应用 2
第二章 频率合成及相关原理 4
2.1频率合成技术 4
2.1.1直接频率合成技术 4
2.1.2锁相频率合成技术 4
2.1.3直接数字频率合成技术 5
2.1.4 组合频率合成技术 5
2.2 跳频频率合成器主要性能指标 6
2.2.1 频率范围 6
2.2.2 输出频率间隔 6
2.2.3 频率准确度和稳定度 7
2.2.4 换频时间 7
2.2.5 跳频速率 7
2.2.6 频谱纯度 7
2.3 DDS工作原理 8
2.4 DDS性能优缺点 10
第三章 AD9850芯片及方案论证 11
3.1 AD9850芯片简介 11
3.2 AD9850引脚功能 11
3.3 AD9850的主要性能 13
3.4 方案论证 14
3.4.1 AD9850的控制字与控制时序 14
3.4.2 AD9850基本频率合成电路 14
第四章 硬件及软件设计 15
4.1 跳频频率合成器系统框图 15
4.2 单片机与AD9850的接口 15
4.3硬件设计及软件流程图 16
4.3.1跳频频率合成器硬件结构框图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
16
4.3.2跳频频率合成器硬件电路图 16
4.3.3软件流程图 17
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1研究的背景
随着通信技术的普遍应用，传输信道越来越拥挤，信道资源越来越紧缺，干扰也会越来越严重，而扩频技术可以很好地解决这些问题，并能使通信的保密性更好。扩频通信主要方式之一是跳频通信。跳频通信技术的原理是用一系列的跳频序列来完成收发两端的通信。因为它具备较强的抗干扰特别是抗人为干扰能力以及抗拦截能力，并且还能对频谱资源实现共享，这就更好的保证了在军事通信上的安全性和有效性。
而为了获得更好的抗干扰能力，就需要信号传输频率更加稳定和准确，频率合成技术和频率合成器应运而生。频率合成器是使用各类技术手段以1个或多个参考信号为基准进而生成大量离散频率信号的器件。其中跳频频率合成器是跳频系统中的核心部件之一。跳频频率合成器的基本工作指标有工作频率、频率间隔、换频时间、频率跳变速率等，而频率的跳变速率在这些基本工作指标中尤为重要。
现在直接数字频率合成（DDS）方法被运用的最为广泛，应用在各类电子设备、产品之中。基于AD9850芯片的跳频频率合成器共由五部分组成，第一部分是DDS系统，第二部分是比较器，第三部分是数/模转换器，第四部分是能完成编程和控制的频率合成器，最后一部分是时钟脉冲信号发生器。且它可以为数字通信系统生成任意模拟波形如三角波、方波等
1.2研究的目的及意义
跳频通信在抵抗外部干扰和保密安全方面具有独特优势，不管是在军事还是在民用方面都得到广泛的运用。
其中不可缺失的一部分就是频率合成器，性能优秀的频率合成器具有低相位噪声、高纯度频谱和高速灵活性三大特点。且频率合成器广泛应用于雷达和电子对抗中，通过使用频率合成器准确快速的切换不同的频率来实现躲开敌方的探测和信号的干扰。同时如果在精密仪器中装入频率合成器可以为其带来高分辨率和低噪声信号，从而有效提高测量的精密程度。
在跳频通信中最为关键的技术就是跳频频率合成器的运用。跳频通信系统的优劣很大程度上直接受到跳频频率合成器性能的影响。因此，换频时间短、频率间隔大和频率的跳变速率快就成了一个性能高、质量佳的跳频频率合成器所要满足的基本工作指标。跳频频率合成器的工作频率必须随着时间变换按照特定的跳频图案而改变，进而实现跳频通信抗干扰尤其是抗人工干扰的能力的目的。故要想提高跳频通信的质量首先要研究透跳频频率合成器的相关原理，进而实现通信质量的大幅度提高，因此该研究有着重要的现实意义。频率合成技术经历了几个重要的发展阶段，分别为直接频率合成阶段，间接频率合成阶段、数字直接频率合成阶段和混合频率合成阶段，在以上几项合成技术研究基础上，通过进一步的深入研究分析，完成跳频频率合成器的设计。
1.3研究的方法
频率合成的方法可以分为两类，即直接频率合成和间接（锁相）频率合成，直接频率合成应用较早，尽管它换频时间短且得到的信号稳定性好，但它早期需要大量的器件支持它完成工作且其中混频器含有大量的多余谐波，产生无用频率分量，进而大大影响信号频率稳定度。间接频率合成在直接频率合成的基础上作了优化，但是这种方法在换频时间方面消耗较长。故本次研究方法采用的是运用芯片AD9850的直接数字频率合成技术（DDS）,DDS是近年发展起来的新式的频率合成技术，它具有带宽长、相位连续、换频时间短、分辨率高和频谱纯度高等优点。DDS的合成方式一是使用计算机以时间间隔为基础进行递推演算，计算出瞬时幅度值通过数/模转换最后合成规定频率的正弦信号，方式二是把N个样品波形加载进高速存储器，逐次查表并匀速将波形送进数/模转换器，合成所需要的频率的正弦波信号。DDS能产生任意波形信号，实现波形的合成，也可用于跳频。随着科技的不断进步和集成电路集成度越高，性能越好，发展越快，DDS适用面更广。
1.4研究的现状与应用
国外的频率合成技术成熟度已经相对较高，设计出集成于单片之上的频率综合芯片，形成了锁相式、数字式、多环锁相等等种类繁杂的频率合成器，较为流行的是采用DDS和PLL组合型的频率合成方式。
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 1
1.3 研究的方法 2
1.4研究的现状与应用 2
第二章 频率合成及相关原理 4
2.1频率合成技术 4
2.1.1直接频率合成技术 4
2.1.2锁相频率合成技术 4
2.1.3直接数字频率合成技术 5
2.1.4 组合频率合成技术 5
2.2 跳频频率合成器主要性能指标 6
2.2.1 频率范围 6
2.2.2 输出频率间隔 6
2.2.3 频率准确度和稳定度 7
2.2.4 换频时间 7
2.2.5 跳频速率 7
2.2.6 频谱纯度 7
2.3 DDS工作原理 8
2.4 DDS性能优缺点 10
第三章 AD9850芯片及方案论证 11
3.1 AD9850芯片简介 11
3.2 AD9850引脚功能 11
3.3 AD9850的主要性能 13
3.4 方案论证 14
3.4.1 AD9850的控制字与控制时序 14
3.4.2 AD9850基本频率合成电路 14
第四章 硬件及软件设计 15
4.1 跳频频率合成器系统框图 15
4.2 单片机与AD9850的接口 15
4.3硬件设计及软件流程图 16
4.3.1跳频频率合成器硬件结构框图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
16
4.3.2跳频频率合成器硬件电路图 16
4.3.3软件流程图 17
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1研究的背景
随着通信技术的普遍应用，传输信道越来越拥挤，信道资源越来越紧缺，干扰也会越来越严重，而扩频技术可以很好地解决这些问题，并能使通信的保密性更好。扩频通信主要方式之一是跳频通信。跳频通信技术的原理是用一系列的跳频序列来完成收发两端的通信。因为它具备较强的抗干扰特别是抗人为干扰能力以及抗拦截能力，并且还能对频谱资源实现共享，这就更好的保证了在军事通信上的安全性和有效性。
而为了获得更好的抗干扰能力，就需要信号传输频率更加稳定和准确，频率合成技术和频率合成器应运而生。频率合成器是使用各类技术手段以1个或多个参考信号为基准进而生成大量离散频率信号的器件。其中跳频频率合成器是跳频系统中的核心部件之一。跳频频率合成器的基本工作指标有工作频率、频率间隔、换频时间、频率跳变速率等，而频率的跳变速率在这些基本工作指标中尤为重要。
现在直接数字频率合成（DDS）方法被运用的最为广泛，应用在各类电子设备、产品之中。基于AD9850芯片的跳频频率合成器共由五部分组成，第一部分是DDS系统，第二部分是比较器，第三部分是数/模转换器，第四部分是能完成编程和控制的频率合成器，最后一部分是时钟脉冲信号发生器。且它可以为数字通信系统生成任意模拟波形如三角波、方波等
1.2研究的目的及意义
跳频通信在抵抗外部干扰和保密安全方面具有独特优势，不管是在军事还是在民用方面都得到广泛的运用。
其中不可缺失的一部分就是频率合成器，性能优秀的频率合成器具有低相位噪声、高纯度频谱和高速灵活性三大特点。且频率合成器广泛应用于雷达和电子对抗中，通过使用频率合成器准确快速的切换不同的频率来实现躲开敌方的探测和信号的干扰。同时如果在精密仪器中装入频率合成器可以为其带来高分辨率和低噪声信号，从而有效提高测量的精密程度。
在跳频通信中最为关键的技术就是跳频频率合成器的运用。跳频通信系统的优劣很大程度上直接受到跳频频率合成器性能的影响。因此，换频时间短、频率间隔大和频率的跳变速率快就成了一个性能高、质量佳的跳频频率合成器所要满足的基本工作指标。跳频频率合成器的工作频率必须随着时间变换按照特定的跳频图案而改变，进而实现跳频通信抗干扰尤其是抗人工干扰的能力的目的。故要想提高跳频通信的质量首先要研究透跳频频率合成器的相关原理，进而实现通信质量的大幅度提高，因此该研究有着重要的现实意义。频率合成技术经历了几个重要的发展阶段，分别为直接频率合成阶段，间接频率合成阶段、数字直接频率合成阶段和混合频率合成阶段，在以上几项合成技术研究基础上，通过进一步的深入研究分析，完成跳频频率合成器的设计。
1.3研究的方法
频率合成的方法可以分为两类，即直接频率合成和间接（锁相）频率合成，直接频率合成应用较早，尽管它换频时间短且得到的信号稳定性好，但它早期需要大量的器件支持它完成工作且其中混频器含有大量的多余谐波，产生无用频率分量，进而大大影响信号频率稳定度。间接频率合成在直接频率合成的基础上作了优化，但是这种方法在换频时间方面消耗较长。故本次研究方法采用的是运用芯片AD9850的直接数字频率合成技术（DDS）,DDS是近年发展起来的新式的频率合成技术，它具有带宽长、相位连续、换频时间短、分辨率高和频谱纯度高等优点。DDS的合成方式一是使用计算机以时间间隔为基础进行递推演算，计算出瞬时幅度值通过数/模转换最后合成规定频率的正弦信号，方式二是把N个样品波形加载进高速存储器，逐次查表并匀速将波形送进数/模转换器，合成所需要的频率的正弦波信号。DDS能产生任意波形信号，实现波形的合成，也可用于跳频。随着科技的不断进步和集成电路集成度越高，性能越好，发展越快，DDS适用面更广。
1.4研究的现状与应用
国外的频率合成技术成熟度已经相对较高，设计出集成于单片之上的频率综合芯片，形成了锁相式、数字式、多环锁相等等种类繁杂的频率合成器，较为流行的是采用DDS和PLL组合型的频率合成方式。
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