用PIC单片机控制DDS芯片AD9852实现雷达跳频系统

利用一片AD9852及简单的外围电路实现频率合成器的结构框图如图2所示。

根据我在设计过程中的实际经验，有以下几个问题需要注意。

3.1 单片机的选择

因为AD9852是3.3V系统，所以必须选择可以工作在3.3V的单片机。设计之初，忽略了这个问题，选用了普通51系列芯片，因为其输出电平只能为5V，高于3.3V，DDS芯片因此被损坏。所打算采用51系列，但因为其在市场上很难买到，所以最终采用了Microchip公司的PIC系列单片机PIC16F874。该单片机可以工作在2.2～5.5V的范围内。又考虑到设计要求的高速控制，PIC16F874单片机的速度是51系列的3倍，所以PIC16F874单片机满足设计要求。

3.2 单片机的外围电路

DDS的工作电压是3.3V,而PIC的掉电复位电压是4.5V，所以PIC单片机的外围电路需要使用上电复位模式。

3.3 要避开DDS杂散较大的输出频点

在实际应用中，还有一些点的杂散信号很大，而且离主频很近，无法去除。所以应该避免输出这些频点。这些频点为靠近fc/3、fc/4、fc/5、fc/6……的频点。

3.4 去耦

在一个电子系统中，通常多个器件共用一个电源。而电源线给交流信号提供了一个通路，使得交流信号通过电源线在器件之间传输，形成了干扰。所以必须在器件之间和电源到器件之间的电源线上加入滤波部分，滤掉交流干扰，称为去耦。电源的去耦通常用几个并联电容和串联电感来实现，如图3所示。

3.5 接地

接地可以分为单点接地和多点接地。一般认为，连线长度大于信号波长的二十分之一时，应采用多点接地；反之，则采用单点接地。

实现多点接地就要在PCB板上布出一个面积较大地接地面，此接地面又与接大地的屏蔽外壳大面积接触。这样整个地的阻抗很小，电位可以认为是一致的，各器件就近接地，就避免了在线上形成干扰。

在数模混和的电路中，由于数字部分干扰源很多，所以模拟部分易受影响。因此要注意把模拟地和数字地分开。一般的方法是用一根线来连接数字地和模拟地，而且只在一处相连，这样就可以较好地切断数字部分的干扰源。

图4 频率合成器的原理图

    3.6 充分利用DDS的sweet pots

如前所述，在DDS中，其相位累加器的位数为A，但用来查询正弦表的位数只有其高P位，剩下的就四舍王入丢弃了，这样做会产生一种相位截断误差。但是如果相位累加器中的A-P位恰好为0，其输出频点的特性就会比较好，这就是所谓的“sweet pots”。所以在DDS单点输出时，使DDS尽量在sweet pots频点输出，可以达到优化输出特性的目的。

3.7 DDS参考信号输入端的注意事项

由于采用了参考信号单端输入的方式，所以REFCLKB端应该接地或电源；参考信号输入端REFCLK要跟电源相连接。因为DDS的参考信号要求有1.6V的直流电平，在参考信号输入到REFCLK端的端点处，应接一个5.1kΩ的电阻到3.3V直流电源，同时接一个0～10kΩ的可变电阻（此处取5kΩ）到100Ω的电阻，经过电阻分压，REFCLK端就有1.6V的直流电压。这个0～10kΩ的可调电阻同时用来微调REFCLK端对地的电阻，以调节REFCLK的直流电位，具体情况请参看图4。图4中的II形滤波部分是为了滤除电源对REFCLK端的干扰。该频率合成器原理图如图4所示。

检验证明，利用AD9852设计的频率合成器具有跳频速度快、频率分辨率高、体积小、系统工作稳定、使用方便等优点。因此它有很强的实用价值。

DDS除了用于跳频系统中外，还可以用于任意波形产生、信号调制等。随着高速集成电路的飞速发展，DDS必将开拓更多新的应用领域。

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