基于AD9898的UHF波段頻率合成器設計

摘要：介紹了DDS+PLL系統的信號產生原理，給出了采用直接數字頻率合成器AD9898來激勵AD4113鎖相環模塊等高集成度芯片，進而設計UHF波段頻率合成系統的硬件實現原理和主要電路設計方法。該UHF波段頻率合成系統的頻帶為l～2GHz，主要應用于穿墻雷達系統。
關鍵詞：穿墻雷達；信號源；AD9858；DDS；PLL

O 引言
穿墻雷達是一種能夠穿透非金屬墻壁，并對墻壁后面人員或物體進行探測、追蹤和定位的雷達系統，一般采用超帶寬步進體制。本實驗室搭建的穿墻雷達系統需要一個l～2 GHz頻帶的信號源。根據系統帶寬以及雜散、相位噪聲等系統參數要求，筆者采用DDS+PLL混合頻率合成技術，并充分利用AD9858等高集成化芯片，設計了一種可滿足系統信號源輸出要求的頻率合成器。

1 系統原理與結構
DDS+PLL頻率合成器的基本原理是用一個低頻、高分辨率的DDS頻率來激勵或者插入PLL，然后將兩者的優勢結合起來產生高品質的信號
源。
本文采用DDS激勵PLL的方案來滿足系統要求。本系統采用高穩定的頻率源作為系統參考時鐘；并在單片機的控制下把頻率控制字和相位控制字寫到DDS內部寄存器，然后由DDS產生一個頻率和相位都可以編程控制的模擬正弦波輸出，并把DDS的輸出作為PLL的參考信號，最后根據穿墻雷達系統要求的信號頻率來設定分頻器的分頻比N，從而得到系統輸出信號。此類方案實現的信號源具有較高的頻率和較快的頻率轉換速度，而AD9858等集成芯片的高性能則使系統在雜散和噪聲方面也能達到要求。

2 電路設計
本系統的電路設計主要分為DDS模塊和PLL模塊兩大部分，其系統框圖如圖l所示。

2．1 DDS模塊電路設計
本系統由DDS來保障較高的頻率分辨率和良好的參考源性能，而由PLL提高頻率輸出并濾除DDS輸出雜散，跳頻方式則通過對DDS和PLL的
控制來實現。
AD9858的外接1 GHz時鐘點頻源可使用ADF4360_2生成，并可使用ADIsimPLL仿真，其基本電路原理圖如圖2所示。ADF4360_2的參考時鐘使用100MHz有源晶振，實際電路設計時需加入濾波后再接到Ref端口。輸出頻率為2 GHz，可以設置為2分頻輸出，也可以在AD9858芯片內部設置為2分頻輸入。