基于DDS的信号模拟器设计

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摘要：通过对DDS的信号模拟器设计的研究，不仅设计出能够实现普通射频合成信号源的功能，正如能够在幅度、频率等方面对所需生成的信号加以控制，也能够实现定频、扫频以及跳频等输出方式上的选择。同时，该系统增加了叠加噪声和灵敏度设置，以便能够更好地实现对各种条件下雷达回波信号的模拟。

关键词：直接数据频率合成(DDS)；信号模拟器；微波调制器；射频信号

0 引言

在雷达的研制和生产过程中，对雷达的性能指标进行调试和检测是雷达研制和生产过程的一个重要环节。如果对雷达性能的测试都采用外场实物的话，即用真实的目标(如舰艇、坦克)给雷达提供测试信号，不仅要耗费大量的人力和物力而且使研制周期变长。因此，目标模拟器一数字模拟技术与雷达技术相结合发展起来的专门的系统，它为雷达的信号处理系统和显示终端技术指标的测试以及性能验证提供必要条件。

1971年，美国学者J．Tierney等人撰写的"A DigitalFrequency Synthesizer"一文首次提出了以全数字技术、从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。如今，DDS技术已成为频率合成技术发展的主流方向，它高度的集成性，对于简化电子系统的设计方案，降低硬件的复杂程度，提高系统的整机性能意义重大。可以预料将来DDS产品的时钟频率将越来越高，杂散会越来越低，价格也将更低，DDS产品将会得到普遍的应用和发展。

1 DDS信号模拟工作分析

1．1 DDS原理

一个频谱纯净的单频信号可表示为：

相应的离散相位序列：

是连续两次采样之间的相位增量。

1．2 总体设计方案

DDS信号模拟器系统主要由DDS信号发生器模块(软件模块、控制器、DDS芯片)、滤波放大模块和调制模块3部分组成。其系统总体框图如图l所示。

1．3 工作流程

首先用户通过运行于计算机上的控制软件，选择要生成的信号，并设置相应的幅度、频率等指标参数，由控制软件将这些要求通过RS232接口传送给CPLD，或利用键盘进行频率选择。CPLD不仅实现根据接收到的控制字对DDS芯片进行设置，并实时地启动DDS芯片使其按要求生成所需要的信号。经过滤波放大，将所生成的信号传送到ASI接口，由此将所生成的基带信号通过雷达(或其他调制器)调制到高频，发射出去。

1．4 软件程序设计方案

上位机软件系统结构如图2所示。