基于DDS技术的通信信号产生技术分析

曾庆余

摘 要 在通信技术不断发展的过程中，通信信号种类呈多样化趋势发展，现阶段除常规调制信号外，扩展频谱信号出现，并凭借其抗干扰、抗多径能力，频谱利用效率、多址能力、保密及测距能力等方面优越得到迅速的推广应用，而如何对现有信号利用和改进成为现代军事电子对抗的重要方面，本文为对基于DDS技术的通信信号产生技术产生全面的认识，推动其在军事领域得到进一步应用，对其总体结构及实现、通信信号产生方面展开研究。

关键词 DDS技术；通信信号；产生技术

中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）162-0117-02

DDS技术即直接数字频率合成技术，其具有频率分辨率高、输出频点多、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出带宽正交信号且相位噪声低、可生成任意波形、便于集成，体积小，重量轻等特点，以其为基础，进行通信信号产生技术研究，对通信信号产生技术发展具有重要作用。

1 基于DDS技术的通信信号产生技术总体结构及实现

基于DDS技术的通信信号产生技术通常由控制模块、直接数字频率合成模块、滤波器模块、电源模块、复位模块、外部信号接口模块、用户界面模块组成，控制模块是整个技术系统控制核心，其对其他模块起到控制协调的作用，采用AD公司研发生产的ADuC842芯片，利用ADuC842与数字波形合成部分相连的引脚对数字波形合成结构输入控制命令或参数时，其会按照指令输出所需要的预期波形；在控制模块与PC机连接时，考虑到ADuC842的电源电压与PC机的输出电压存在差异，选择美信公司研发的MAX232芯片作为电平转换芯片，保证控制模块与PC机连接，以此避免此模块因电平不匹配而引发电平转换问题。直接数字频率合成模块是基于DDS技术的通信信号产生技术的核心，可生成所需要的信号，利用可作为数字编程控制的频率合成器并支持自定义的线性调频操作模式、拥有6种时钟方式的AD公司研发的AD9954芯片，为保证以DDS技术为基础的通信信号产生技术功能实现，选择外接20MHz低频晶体，将CFR<1>位和CLKMODESELECT位均设置为高，将CFR2<7：3>在10至20中取值，此时通信信号产生技术的时钟值在200MHz～400MHz之间变化[ 1 ]。滤波器模块，考虑技术实现过程中通信信号的频带指标选择窄带滤波器，另外考虑过滤区对陡峭度的要求，利用有限频率方面同时存在零点和极点的7阶椭圆函数带宽滤波器，通过计算，发现系统中滤波器输出输入的阻抗同时为50Ω，虽然在7.7MHz和13.7MHz处会出现衰减现象，但整体相比40dB优越性较突出，另外虽然滤波器通带右侧的性能相比左侧通带较差，但相比60dB优越性较突出，可见本文研究的以DDS为基础的通信信号产生技术基本可以在信号产生方面满足要求。电源模块方面，考虑到本文所分析的以DDS为基础的通信信号产生技术中存在两种电压，所以选择只存在4个引脚的AD公司研发的ADP3338AKC-1.8和ADP3338AKC-3.3芯片，与此同时在两种芯片的两端都添加电容和电感，对输出电压中国的杂波进行有效滤除，以此提升整个技术使用的稳定性[2]。复位模块的芯片选择美信公司研制的MAX707，在其作用下，当复位按钮启用时，RESET引脚将从低电平向高电平转化，而且以高电平的状态运行，AD9954和ADuC842在此状态下可实现复位，而当复位按钮停止运行时，此状态也随之停止，以此保证对以DDS技术为基础的通信信号产生技术运行状态的控制[ 3 ]。

为保证各模块功能的充分发挥，在以DDS为基础的通信信号产生技术实现的过程中，要有意识的进行硬件的制作与调试，例如在制作的过程中为保证噪声不能向芯片耦合，要杜绝将信号线横穿AD9954器件；为缩减PCB板馈通干扰，在制作和调试的过程中应保证PCB板相对面的走线正交等，在设计优化、反复调试的过程中，实现以DDS为基础的通信信号产生技术的优化。

2 基于DDS技术的通信信号产生技术信号的产生分析

2.1 单频信号的产生

AD9954单音频模式即AD9954上电模式，是单频信号产生的主要途径，此模式中DDS为单一控制字，RAM未启用，32位的FTW0和14位的POW分别驱动相位累加器和相位偏移器，与此同时对CFR<12>、模拟SPI口、ADuC842的时钟PLL和串口方式、AD9954的相关参数进行设置，并将上升沿给予I/OUPDATE引脚后即可实现[ 4 ]。

2.2 FSK和PSK信号产生

AD9954的RAM的Direct Switch模式是其产生的主要途径，此时RAM段中首位置数据有效，但由于其存放数据之间存在差异，所以其使用的PS<1：0>也会不同，进而使相位累加器或相位偏移器得到驱动，此时由于其对扫频模式不予支持，所以在对CFR1<30>进行设置后会直接产生FSK和PSK信号。

2.3 单向扫频信号的产生

其主要依靠AD9954的Ramp-Up模式实现，在此模式中扫描驻留时间和RAM段控制字的高16位与AD9954系统时钟周期的乘积，如果对PS<1：0>设置进行改变，系统整体可以完成不对称扫频，在此基础上，对模拟SPI口进行设置，并将单相扫频频率值向程序末端的开辟数据区输入，然后对时钟PLL和传统方式、AD9954接入配置的相关参数等进行针对性的设置，如将RAM0的运行方式设置为001，即可实现[5]。

2.4 可控双向扫频信号的产生

其主要通过AD9954的Bidirectional Ramp模式实现，在此模式中RAM只存在统一的起始和终止位置，当PS<0>被设置为1时，起可实现正向扫频，当其被设置为0时，则转化为反向扫频，当将RAM模式设置为010的情况下，对PS<0>的值进行转换，即可实现。

2.5 连续双向扫频信号的产生

其主要通过AD9954的Continuous Bidirectional Ramp模式实现，在此模式下其扫描方向并不需要受到外部信号的控制，而是在扫描全过程完成后自动反向扫描，在此过程中只需要将RAM模式设置为011即可，并不需要对PS<0>进行反复的设置。

2.6 连续单向扫频信号的产生

其主要通过AD9954的Continuous Recirculate模式实现，其具有连续单相扫频的功能，即在正向的扫描技术后，其可以对初始地址进行重新下载，然后从初始位置继续进行单向扫描，直至RAM模式被改变，此模式中RAM模式设置为100即可。

除上述信号外，基于DDS基础上的通信信号产生技术还可以生成线性调频信号，其依托AD9954 的线性扫频模式实现，在此模式中输出信号的起始和终止频率可以通过FTW0和FTW1值改变而改变，扫描频率也可以随着RDFTW或FDFTW提纵横，扫描速度可以通过RSRRW或FSRRW调整。

3 结论

通过上述分析可以发现，本文通过硬件电路设计、软件程序设计、系统性能设计所形成的以DDS技术为基础的通信信号转换器，作为信号发生器具有操作简便、性能优越等特点，对相关技术的优化具有重要的借鉴意义，可以适当的在实践中应用

参考文献

[1]刘伟，黄瑞光.基于DDS技术的通信信号源设计与实现[J].电声技术，2004（3）：27-29.

[2]杨韬仪，王超，夏艳琴.基于并行DDS技术的宽带通信信号模拟方法[J].微电子学，2014，（6）：789-792.

[3]赵鹃.DDS的通信信号技术概述[J].新西部（下半月），2007（4）：250.

[4]皇甫江，华宇，李实锋. 基于DDS技术的Loran-C信号源的杂散信号抑制的分析与实现[J].时间频率学报，2014（1）：41-48.

[5]何莉，张越峰.基于DDS倍频技术的宽带雷达信号产生[J].电脑与信息技术，2011（4）：24-25.