1 AD9852和TMS320C6701简介
该系统选用的直接频率合成器是AD公司生产的AD9852,它能产生频率、相位、幅度可编程控制的高稳定的模拟信号。在最高系统时钟300MHz时,输出频率的范围可达DC-120MHz,精度可达1.066μHz,频率转换速度可达每秒1×10 8个频率点;具有14位数控调相和12位数控调幅功能;具有相移键控(PSK)、扫频功能(CHIRP)和频移键控(FSK)功能。
该系统选用的数字信号处理芯片(DSP)是TI公司生产的高速浮点TMS320C6701,其内部CPU集成了8个并行功能单元,配有32个32位通用寄存器,它在6ns周期时间里最多可同时执行8条32位指令,其运算能力可达1G FLOPS;存储器寻址空间为32位,可寻址8/16/32位数据;有4个自加载的DMA传输通道。
2 TMS320C6701与AD9852接口电路
TMS320C6701是本系统的控制中心,其主要功能是将控制信号和信号波形参数发送到AD9852内部相应的控制寄存器,二者的接口电路原理框图如图1所示。
对AD9852内部控制寄存器可以进行并口或串口的读写操作。因为AD9852的串口传输速率最大仅为10MHz,而并口传输速率可达高达100MHz,为了提高DSP对AD9852的控制速度,本系统采用了并行接口方式,三片AD9852的8位数据总线同时占用DSP数据总线的D0~D7位,它们的6位地址总线同时点用DSP地址总线的A2~A7位。由于AD9852器件没有片选输入信号。需要利用DSP的写信号/AWR、片选信号/CE0和高位地址数据线的第A21~A20位,并由EPLD对其进行译码要成WRB NO.1、WRB NO.2和WRB NO.3写信号,分别控制三片AD9852器件的写信号WRB,该写信号负责把数据总线上的数据写入到AD9852的I/O缓冲寄存器中数据总线上数据写入到AD9852的I/O缓冲寄存器中进行缓存,这样就实现了片选不同AD9852芯片目的。
TMS320C6701还控制EPLD产生三片AD9852需要的复位信号RESET和外部更新时钟EXT I/O UPDATECLK。为了使三片AD9852和EPLD之间系统时钟同步,它们的外部参考时钟REFCLK由同一个50MHz的温补晶振提供。[page]
3.1 参考时钟信号
3.2 更新时钟信号
在同时定改三片AD9852内部的频率和相痊控制寄存器的过程中,为了防止因数据建立和保持时间的原因而出现编程信息传输错乱,使AD9852的输出信号失去同步,本系统使用由EPLD提供的同一个外部更新时钟信号。若使用AD9852内部更新模式,尽管可以简化系统设计,但因为AD9852内部时钟频率较高,会受到AD8952接口速率的限制,使AD9852的控制时序不易控制。对外部更新时钟信号的PCB布线同参考时钟的要求一样,必须使它的上升沿同时到达每片AD9852.
3.3 复位信号
3.4 参考时钟信号倍频
3.5 数据总线和地址总线信号
4 AD9852的操作控制时序
(1)给系统上电,DSP控制EPLD产生复位信号RESET,此信号需要至少保持10个参考时钟周期的高电平;
(2)依次给每个AD9852发送控制字,使每个AD9852工作状态由缺省的内部更新时钟模式改变成外部时钟更新模式;
(3)将AD9852时钟倍频器工作的控制字依次写入每个AD9852的I/O缓冲寄存器中,EPLD产生外部更新时钟的同时更新每个AD9852内部控制寄存器;
(4)至少等待1.0ms时间使AD9852内部锁相环锁定。内部锁相环锁定后,DSP就可以发送有关信号波形参数给每片AD9852,对它们的内部控制寄存器内容进行同步更新,使三片AD9852输出同步的模拟信号。
采用DSP控制DDS的方法完成的雷达信号模拟器已经得到了应用,结果证该模拟器输出的三路信号波形同步,具有很高的距离和速度分辨率。另外,DDS技术具有的灵活可编程特性使得上述结构的模拟器还可以有其它应用,只要改变DSP控制程序,就可以根据需要产生三路同步的各种信号波形。
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