号线连接处阻抗不匹配，防止反射。为了减少时钟泄漏
对其他信号的干扰，在屏蔽盒内做出一个腔体把时钟源
与系统的其他部分进行隔离。在ＰＣＢ布线时，尽量让时
钟线远离其他信号，同时在时钟线的两边加地线屏蔽。
４测试结果
通过图４、图５可以看出，该频率合成器在７６ＭＨｚ
处的杂散抑制和相位噪声分别达到了一６５ｄＢ和一１１３ｄＢｃ／
关键词：ＡＤ９９５１芯片；直接数字合成频率源；频率控制字
ＡＤ９９５ １ ｂＢａｓｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ ｆｏｒ ＨＦ ｆａｓｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｈｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
ＺＨＵ Ｆａｎｇ Ｍｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｈｕｉ （Ｘｉｄｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ ７ａｎ ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）
（上接第５３页）
部分电路供电。其余外围电路的电源单独通过稳压块提
供。同时使用滤波器组件对全部频段进行电源滤波。
ＰＣＢ板的ｌ、４、２层走信号线，走线尽可能短，防止在信
号线上出现不必要的过孔以免损害信号电气特性完整 性。信号线问距Ｄ与线宽Ｗ之间满足Ｄ≥３Ｗ以避免信 号窜扰。按照传输线理论设计好带线和微带线，避免信
面进行了精心的考虑，达到了较为理想的性能指标。
参考文献
［１】费元春，苏广川，米红，等．宽带雷达信号产生技术．北京： 国防工业出版社，２００２．
【２】谢仁宏，是湘全．基于ＤＤＳ的低相噪频率综合源设计．现
代雷达，２００３，２５（１２）：４ｌ一４３．
［３】夏永祥，郭德淳，余军，等．基于ＡＤ９８５８的快速捷变频频 率合成器的设计．现代雷达，２００５，２７（７）．
基于ＡＤ９９５１昀差分 快速跳频系统频率含成器帕设计
朱方明，张辉 （西安电子科技大学，陕西西安７１００７１）
摘要：选用内部时钟为４００ＭＨｚ的高性能直接数字合成频率源ＤＤＳ芯片ＡＤ９９５１作为核心器件 设计频率合成器，采用ＤＤＳ＋ＤＳＰ的设计方案。利用锁相环ＡＤＦ４１１３为ＡＤ９９５１提供参考时钟。阐述了 ＡＤ９９５１芯片的主要性能及其在快速频率合成器设计中的应用方法。
ＡＤ９９５ｌ采用二线控制方式，将片选ＣＳＢ低电平有 效，数据线采用双向ＳＤＩＯ，数据在时钟ＳＣＬＫ上升沿写 入，首先存于输入缓冲器中，采用外部频率更新方式，频 率更新信号ＦＵＤ的上升沿有效。频率合成器加电第一 次送数时，所有寄存器送相应数，以后改变频率时只送 频率字寄存器０４ｈ，控制时序如图３所示。可见要传达 ３２位的频率控制字需要传输８位指令信息和３２位数据 信息，需要４０个时钟周期。
部工作时钟经倍频后达４００ＭＨｚ。通过ＳＰＩ总线控制对
１．８ Ｖ、３．３ Ｖ四部分，分别为ＡＤ９９５１１ｘｓ即
（下转第５６页）
《电子技术应用》２００８年第２期 欢迎订购《电子技术应用）２０００－－２００６年合订光盘（０１０－８２３０６０８４）５３ 万方数据
２频率合成方案 为了满足快速频率转换的要求，设计采用了ＤＤＳ＋
可完成频率控制字的更新。 ２．２ ＡＤ９９５１时钟电路设计
ＤＳＰ频率合成方案。通过设计良好的频率基准源和窄带 跟踪式滤波器，提高频谱纯度，以达到差分跳频系统对 频率合成器的要求。频率合成器的设计框图如图２所 示。ＤＤＳ选用ＡＤＩ公司生产的高性能ＡＤ９９５１芯片，ＤＳＰ 选用ＴＩ公司的ＴＭ￥３２０Ｃ６４１８。
Ｈｚ＠１ＫＨｚ，谐波分量达到一５９．６ｄＢ，完全满足指标要求。
频率转换时间通过采用安捷伦公司生产５３７２Ａ调制域
分析仪进行测量，实际频率转换时问仅为２肛ｓ。 在基于ＡＤ９９５１的差分快速跳频系统频率合成器的
图５ ７６ＭＨｚ信号相位噪声图
研制过程中，为了降低相位噪声、提高杂散抑制度和频
率转换速度，在电磁兼容、电路布局以及ＰＣＢ设计等方
３．４软件控制程序设计流程图 系统的软件控制程序设计流程图如图４所示。 本文研究的智能
运行状态的相关参数以光速反馈至计算机控制系统，使 系统做出合理的调整。这些共同构成了智能化的交通系 统，也是未来交通系统的发展方向。
型随机检测客车超载
参考文献
系统采用光电传感器
［１】杨三序．电容式传感器在车辆检测装置中的应用【Ｊ】．传感
短波通信因其技术成熟、通信距离远、体积小、不易
摧毁的特点，几十年来一直是实现远程通信和战术通信 的主要手段，如何保证短波电台在敌方干扰下通信可靠 有效，成为一个重要的研究课题。由于近十年来在数字
信号处理技术（ＤＳＰ）、超大规模集成电路和软件方面的新
技术、新成果不断涌现，使得现代通信技术及短波通信 技术得到飞速发展，尤其是跳频技术在短波通信中得到
速、车重、实时交通状况等交通信息，大大提高了交通管
（收稿１３期：２００７—０６—１０）
理的效率。另一方面汽车自身配置的传感器装置使汽车
越“ＳＥ·Ｓ＾心Ｅ·Ｓ巴．昱巴．ｓ妄．ｓＢ心Ｅ心￡·昱Ｅ心Ｅ·Ｓ￡●Ｓ当ｄ曼·Ｓ曼心巴ｄ芒·Ｓ鲥￡·Ｓ￡·ＳＥ·Ｓ￡砖“ＳｈＳ当．ｓ￡·Ｓ￡心“Ｓ“ＳｈＳＥ心“Ｓ５．ｓ￡·Ｓ￡砖“ＳｈＳｈＳ￡·Ｓ￡·Ｓ曼·Ｓ当．ｓｈＳ￡·Ｓ芒·Ｓ当ｄ￡
求。因此，在设计时选用了目前性能优良、
时钟频率不太高的晶体作为参考频率的
日日
基准源，采用低相位噪声的鉴相器和窄带
压控振荡器作为锁相环，用于产生
１６００ＭＨｚ的时钟频率。由于只作为点频，
图２频率合成器设计框图
２．１ ＡＤ９９５１波形发生单元 ＡＤ９９５１是ＡＤＩ公司生产的高度集成化芯片，采用
了先进的ＤＤＳ技术，结合内部高速、高性能Ｄ／Ａ转换 器，形成可编程、可灵活使用的频率合成功能。ＡＤ９９５１ 的主要特点如下：４００ＭＨｚ内部时钟；集成化１４位Ｄ／Ａ 输出；３２位频率转换字；良好的动态性能，在１６０ＭＨｚ输 出时，具有大于８０ｄＢ的ＳＦＤＲ；４～２０倍可编程参考时钟 倍乘器；串行Ｉ／Ｏ控制；工作电压１．８Ｖ，最大功耗仅为 ２００ｍＷ。在设计时时钟频率选择为４００ＭＨｚ，则频率分辨 率鼬＝ＦＴＷ／２“＝４００×１０６／２３２—０．０９Ｈｚ，因此满足步进为 １０Ｈｚ的指标要求。
系统的快速ＤＤＳ频率合成器。
１快速频率合成器特点及指标要求 短波差分快速跳频系统跳频速度达５０００跳，秒，跳
频带宽达２．５６ＭＨｚ，数据传输速率最高可达１９．２Ｋｂ／ｓ，
５２
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万方数据
图１差分跳频系统组成框图
对杂散、相位噪声等指标要求高，因此，系统对频率合成 器相应提出较高的要求。本文设计的频率合成器的指标 要求如下：
冈、
指令周期
！
数据传输周期
厂＿能够达到比较理想的滤波效果。收、发频
ＳｓＣＤＬＩＫｏ…二厂二、釜八［Ｅ一｜口八口八墨八ａ八玉八］［八夏．］［ｉ豇厂）弋［弱．点厂疆、ｊ八旺一滔厂！波、疆．夏八豆厂ｘ、毯八如八正毽汇行率选通择过，七并阶由椭Ｄ圆 ｓＰ滤 进波 行后 控端 制的 。电 收子 发进开行关隔进
‘
因此在环路滤波器的参数选择上主要考 虑如何使输出信号频谱特性最优。最后由分频器进行４ 分频或５分频，即输出４００ＭＨｚ或３２０ＭＨｚ时钟信号，设 计匹配网络将信号转换为差分输入，供ＡＤ９９５１作为时 钟频率，能够有效减少共模干扰。由于ＤＤＳ杂散分布具 有一定的规律性，通过不同的参考时钟将这种规律性破 坏，能够有效抑制某些频段的杂散电平信号。 ２．３滤波器设计
ＤＤＳ输出信号的质量取决于工作时钟信号的频谱 质量，ＤＤＳ输出信号的最高频率受到时钟频率的限制 （最高输出频率小于时钟频率的４０％），并且ＤＤＳ输出 信号频率越接近上限，性能指标越差。从提高频率合成 器的性能指标来讲，应选择４００ＭＨｚ低相位噪声的时钟
做ＡＤ９９５１的频率源，但市场上这种频率
源不但价格昂贵，而且性能指标达不到要
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＤＤＳ ｃｈｉｐ ＡＤ９９５ １ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＡＤＩ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｆｒｅｑｕｅｎｅｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ ｉｎ ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ．Ａ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ＤＤＳ＋ＤＳＰ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ ａｄａｐｔｅｄ ＰＬＬ ＡＤＦ４１１３ ｔｏ ｏｆｆｅｒ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｌｏｃｋ ｆｏｒ ＡＤ９９５１．Ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｄｏｐｔｓ ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＤＳＰ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＡＤ９９５１
（ＶｕＷ）体系结构，一个时钟周期可同时处理８条相互 独立的指令，再加上流水线技术，大大提高了并行处理
磁兼容性进行充分考虑。ＰＣＢ板设计为４层板。其中第 ２层为地平面，并将地平面在ＡＤ９９５１芯片下面分为数
能力和运算能力。ＴＭＳ３２０Ｃ６４１８参考时钟为５０ＭＨｚ，内
字地和模拟地。第３层为电源平面，分成ＡＶＤＤ、ＤＶＤＤ、
图３ ＡＤ９９５１采用二端串行时序图
离，防止信号相互干扰。 ３电磁兼容性设计
控制芯片选择ＴＩ公司生产的ＴＭＳ３２０Ｃ６４１８。该芯片
由于该频率合成器是用于快速跳频系统：电台的数
是３２位的定点ＤＳＰ，芯片内部集成了１．５Ｍｂｉｔ的片内 ＳＲＡＭ，具有丰富的外部接口；它使用了超长指令字结构
据传输速度最高可达１９．２Ｋｂ／ｓ，对杂散和噪声的抑制要 求高，由于是高速数模混合电路，所以在设计时应对电
通系统中有着复杂的
［４】荆强．载运汽车超载限制器的研制［Ｄ】．长春：吉林大学，
传感器网，传感器是 电子控制系统的“眼 睛”和“耳朵”ｆ６１，它告 知计算机系统检测车
图４软件系统程序流程图
２００４．
［５】李扬．美国车辆超限超载治理综述【Ｊ】．交通世界，２００４， （１２）：２０－２２．
【６】王恒升．车辆自动检测装置的研究［Ｊ１．自动化与仪表， １９９７，１２（１）：１３—１４．