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4 硬件电路设计
AD9957实现的雷达上变频电路的原理如图3所示。该电路由QDUC器件AD9957、晶体振荡器、放大滤波电路、键盘、分压电阻和单片机STC12C5410等组成。首先通过键盘向单片机发送指令参数,设置输出信号参数。单片机通过SPI接口与AD9957连接,单片机设为主工作模式,完成对AD9957内参数的写操作。为提高SPI通信的可靠性,在时钟SCLK、SDIO、SDO各线上可加100 pF的对地电容以滤除干扰毛刺。由于AD9957的IOUT输出端采用电流输出方式,所以在输出端需接对地电阻,将电流信号变为电压信号。IOUT端输出范围为8.6~31.6 mA,典型输出为20 mA,在此选择阻值为50 Ω的电阻接地,则经电流电压转化后,其输出电压约为1 V。在输出电路的后级,设计滤波放大电路,以使电路达到设计的输出要求,当频率发生变化时,滤波电路的频幅特性使其输出电压有效值也会发生一定变化,要求在后级放大电路中加入动态调节放大电路,以使输出信号幅度达到要求。
5 软件设计
AD9957的软件设计主要完成SPI数据读取及处理工作,采用汇编语言编写,程序流程如图4所示。首先将频率写入AD9957中,再将不同的相位写入其中,使AD9957产生频率相同、相位不同的I/Q信号,在写入过程中,将“RESET”置“1”,使AD9957不输出信号;当控制字全部写入后,调整后级放大器的倍数。同时将“RESET”置“0”,使AD9957开始工作,当频率变化时,幅度保持不变。
6 结束语
QDUC作为上变频电路的核心,具有高稳定性、高精度、高分辨率、低功耗等优点,是上变频电路的发展方向,在雷达、通讯与测量等许多方面都有重要的应用价值。