AD9856型上變頻器在雷達回波模擬器中的應用

摘要：AD9856是美國ADI生產的正交數字上變頻器，文中介紹AD9856的基本工作原理和使用方法，給出該電路在雷達回波模擬器中的應用。

1 引言

    雷達回波模擬在雷達系統(tǒng)的設計、改進和定型中具有十分重要的意義。AD9856是美國ADI生產的正交數字上變頻器，其內部集成了1個高速直接數字頻率合成器(DDS)、1個12位高速、高性能數/模轉換器、時鐘倍頻電路、數字濾波器及其他數字信號處理功能模塊。它具有低成本、低功耗、體積小、動態(tài)范圍大等優(yōu)點，可以處理來自DSP的成型后的基帶抽樣值序列，將其上變頻變?yōu)橹蓄l，產生雷達回波的中頻模擬信號。AD9856可以應用在通信和雷達等系統(tǒng)中。

2 AD9856的工作原理

2.1 AD9856的基本功能

    AD9856的基本特性和技術指標如下：

    ●+3V單電源供電；

    ●直流到80MHz的輸出帶寬；

     ●在40MHz輸出頻率下具有大于52dB的SF-DR，在70MHz輸出頻率下，SFDR大于48dB，在70MHz輸出頻率下的窄帶SFDR大于80dB；

    ●有采樣率可編程的內插濾波器；

    ●有可編程的參考時鐘倍頻器；

     ●有內置的Sinx/x補償濾波器；

    ●有雙向控制總線接口；

     ●支持突發(fā)和持續(xù)Tx二種模式；

     ●單頻模式可用于直接頻率合成。

 2.2 AD9856的原理及各部分的功能

     (1)數據復合和串并轉換

    AD9856的結構如圖1所示。AD9856內部的數據格式是12bit的二進制補碼?；鶐盘柕?/SPAN>I、Q2路數據是交替輸入的，數據復合器需對輸人數據進行識別，將其轉換成I、Q2路并行數據流，送往下一級電路。

    (2)半帶濾波器(HBF)

    半帶濾波器(HBF)分為3級：HBFl、HBF2和HBF3。其中HBFI是47階濾波器，HBF2是15階濾波器，前2級HBF的聯(lián)合內插損失僅為0.01dB，HBF3是可選11階濾波器，它對信號的損耗為0.03dB。每級HBF可使數據的采樣率提高1倍，為了使信號頻帶處于濾波器通帶的平坦部分，需要提高HBF的截止頻率，也就是說在數據輸入AD9856之前要進行過采樣。{{分頁}}

     (3)級聯(lián)積分梳狀濾波器

     AD9856的CIC實際上是可編程的過采樣濾波器，過采樣率的范圍是2≤R≤63。隨著R的改變， CIC會引入不同的插入損耗。為了彌補這種損耗。用戶可以設置CIC增益位，使得CIC的輸出增大1倍。但在這種工作模式下，必須確保輸出信號不會溢出。

     (4)正交調制

     AD9856的正交調制就是將基帶信號的頻譜移到所需要的載波頻率上，即通常所說的上變頻。正交調制所需要的余弦和正弦2路數字載波由1個高速直接數字信號合成器(DDS)產生，其頻率可以通過設置相應的寄存器來控制。這2路數字載波分別與CIC輸出的I、Q數據相乘，然后再進行相加或相減，即得到調制后的數字中頻信號。CIC輸出的I、Q數據的采樣率與DDS數字載波的采樣率是相同的，也就是AD9856的系統(tǒng)時鐘采樣率(SYSCLK)。所以，調制后的信號實際上是一組采樣率為SYSCLK的數據流。

     (5)數/模轉換

     調制后的數字信號要經過12位的DAC轉換成模擬信號。DAC通過零階保持實現(xiàn)數/模轉換。由于存在零階保持效應，所以其輸出信號的頻譜實際上是被SINC包絡加權過的。因此需要在DAC前面加上1個反SINC型濾波器(ISF)對輸人數據流進行處理，以校正SINC包絡造成的失真。而數/模轉換會在n*SYSCLK