CN101662301A - 一种八通道dds信号源板 - Google Patents

一种八通道dds信号源板 Download PDF

Info

Publication number
CN101662301A
CN101662301A CN200910087841A CN200910087841A CN101662301A CN 101662301 A CN101662301 A CN 101662301A CN 200910087841 A CN200910087841 A CN 200910087841A CN 200910087841 A CN200910087841 A CN 200910087841A CN 101662301 A CN101662301 A CN 101662301A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dds
module
clock
signal
road
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910087841A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101662301B (zh
Inventor
李云杰
刘浩
高梅国
张伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN200910087841XA priority Critical patent/CN101662301B/zh
Publication of CN101662301A publication Critical patent/CN101662301A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101662301B publication Critical patent/CN101662301B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种八通道DDS信号源板，属于数字信号处理技术领域。该八通道DDS信号源板包括模拟电源模块、数字电源模块、时钟源模块、中频信号产生模块、逻辑控制模块；通过使用可编程的硬件结构以及1G参考时钟的DDS芯片，实现了8通道的0～400MHz中频信号的产生，具有可通用、可扩展、每路可单独编程的特点，并通过软硬件相结合的方法解决了在使用高频参考时钟条件下多个通道间的相位同步问题，该信号源板可应用于有源相控阵雷达发射信号的产生和需要使用多通道、同步的、中频信号的场合。

Description

一种八通道DDS信号源板
技术领域
本发明涉及一种DDS信号源板，属于数字信号处理技术领域。
背景技术
随着所需中频信号带宽越来越大，传统的百兆参考频率的DDS芯片已难以满足要求。现有的DDS信号源板通常都只能实现4个以内的通道数量，并且使用的DDS芯片的参考时钟也比较低，一般都在500MHz以下，故产生的信号频率一般不超过200MHz。《电子技术应用》2006年第4期的《基于ISA总线的多路同步DDS信号源设计》论述了采用AD公司AD9854型DDS芯片实现了通道数为3个通道的信号源，参考时钟300MHz；哈尔滨工业大学2006年硕士毕业论文“多路相位可控信号源硬件设计”论述了采用AD公司AD9852型DDS芯片实现了通道数为2个通道的信号源，参考时钟300MHz；电子科技大学2007年的硕士毕业论文“基于多路拼接的宽带雷达信号源的研究”公开了采用AD公司AD9958型芯片实现了4个通道的信号源，参考时钟500MHz。
AD公司的1GHz参考时钟DDS芯片能有效的提高中频信号的带宽，但在GSPS的高采样率条件下，多个通道间的相位同步将变的十分困难，如果不能有效解决多通道之间的相位同步问题，则DDS信号源板的性能将会受到很大影响。
发明内容
本发明的目的在于为了克服当前多通道信号源通道数少，参考时钟低的缺点，实现8通道DDS信号源板卡，并解决多通道间的相位同步问题
本发明所涉及的一种八通道DDS信号源板使用参考时钟为1GHz的DDS芯片产生频率范围0～400MHz的输出信号，并实现八个通道间的同步，包括模拟电源模块、数字电源模块、时钟源模块、中频信号产生模块、逻辑控制模块，该信号源板的功能模块框图如图1所示，其中：
模拟电源模块用于向板上的模拟电路提供工作电压；
数字电源模块用于向板上的数字电路提供工作电压；
时钟源模块同时连接板卡内部和外部两路输入时钟，并由逻辑控制模块来选择使用其中的一路，时钟源模块将输入的时钟进行倍频和放大之后输出8路时钟给中频信号产生模块做参考时钟；
中频信号产生模块包括8个独立的DDS通路，在逻辑控制模块的控制下输出8路中频模拟信号；
逻辑控制模块通过8路独立的控制总线与中频信号产生模块相连，并与时钟源模块相连，负责对中频信号产生模块和时钟源模块进行配置，并且通过PCI总线和自定义总线完成与上位机和外界其他板卡的通信。
本发明通过硬件和软件相结合的方法来保证多通道间的相位一致性：硬件上要求8路的DDS所接收到的复位信号都同步，同时为了保证复位信号到各个DDS严格同步，要求复位信号在硬件上延迟可调节。同时，每路DDS的同步时钟需要通过等长的走线接入到FPGA内。软件上通过在FPGA内比较每路同步时钟的相位差，判断出两路输出信号是否同步，若不同步，则进行调节。
有益效果：
本发明所涉及的一种八通道DDS信号源板，通过使用可编程的硬件结构以及1G参考时钟的DDS芯片，实现了8通道的0～400MHz中频信号的产生，具有可通用、可扩展、每路可单独编程的特点，并通过软硬件相结合的方法解决了在使用高频参考时钟条件下多个通道间的相位同步问题，该信号源板可应用于有源相控阵雷达发射信号的产生和需要使用多通道、同步的、中频信号的场合。
附图说明
图1是本发明的电路功能模块框图；
图2是本发明的时钟源模块结构框图；
图3是本发明的一个DDS通路的结构框图；
图4是本发明的RESET信号走线示意图；
图5是本发明的FPGA软件工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述：
本发明功能模块框图见图1，包括模拟电源模块、数字电源模块、时钟源模块、中频信号产生模块、逻辑控制模块。
模拟电源模块：考虑到保证模拟信号质量，模拟电源均使用线性电源芯片，LT1763，TPS75533分别提供9V，3.3V的电压。
数字电源模块：数字电源包括LT1764EQ-1.8，LT1764EQ-2.5，PTH04000W，提供1.8V，2.5V，1.2V的电压。
时钟源模块：时钟源模块结构框图如图2，首先板内和板外提供的100MHz时钟同时输入到模拟开关HSWA2-30DR+上，通过逻辑控制模块中的XC3S4000型FPGA芯片来选择使用其中的一路。100MHz时钟通过模拟开关后再经过功分器ADP-2-1分两路，一路进入比较器MAX999转成数字时钟给逻辑控制模块作为给AD9858型DDS芯片编程的同源时钟，一路进入锁相环ADF4106芯片锁出1GHz信号，经过放大器DF782放大，滤波器SMT8滤波后，经过功分器JCPS-8-10功分8路给8路DDS芯片做参考时钟。
中频信号产生模块：中频信号产生模块由8个DDS通路构成，每个DDS通路的结构如图3所示。DDS输出信号经过功放DF782放大，滤波器SMT8滤波后输出。
逻辑控制模块：该模块包含一片XC3S4000型FPGA芯片，FPGA芯片负责对时钟模块的锁相环、中频信号通路的AD9858进行编程配置。在FPGA上，每个通路的DDS可实现独立编程。同时，控制单元中还有一片PLX公司的PCI接口芯片PCI9656。上位机可经由CPCI-J1，通过PCI接口芯片来控制FPGA配置信号输出，从而改变每个DDS通路信号输出的频率，形式。FPGA芯片还通过CPCI-J5与外界通信，传输自定义信号。
多通道间相位同步通过如下方法实现：AD9858芯片的分频结构包含两个独立的分频器，分别是二分频器和八分频器。通过AD9858的复位管脚能同步芯片内部的八分频器，通过软件检测输出信号相位再进行系统复位来解决二分频器不同步的问题。软件和硬件结合来保证多路输出信号相位同步。硬件上要求8路的DDS通路接收到的复位信号都同步，由于AD9858工作在1GSPS高采样率下，对复位信号质量的要求非常严格，于是选用两片TI的CDCV304来实现复位信号的传输，该芯片是1驱4多路驱动器，输出多路间不同步50ps，边沿Rise/Fall time为444ps，器件间不一致性0.25ps。同时，考虑到器件、走线的固有延迟，为了保证复位信号到各个DDS严格同步，每路RESET信号都有4根长度递增的走线，递增的长度对应时间延迟为300ps。通过电阻来选择4根中不同的走线，达到硬件上RESET信号延迟可调节的目的，RESET信号走线示意图如图4，图4中8路驱动器输出的每一路RESET信号都有4根长度递增的走线。同时，每路DDS的同步时钟SYNCLK信号需要通过等长的走线接入到FPGA内。在FPGA内通过软件方式来比较每路SYNCLK的相位差，比较方法是将输入的两路时钟异或，将得到的结果作为一个计数器的使能。通过计出的数值大小来判断两路时钟间的相位关系。若两路不同步，则进行系统复位，重新配置DDS，再次判断相位关系，循环执行直到输出信号同步为止，若同步，则信号直接输出，FPGA软件工作流程图如图5。

Claims (3)

1.一种八通道DDS信号源板，其特征在于：包括模拟电源模块、数字电源模块、时钟源模块、中频信号产生模块、逻辑控制模块；使用参考时钟为1GHz的DDS芯片产生频率范围0～400MHz的输出信号，并实现八个通道间的同步，各模块实现的功能为：
模拟电源模块用于向板上的模拟电路提供工作电压；
数字电源模块用于向板上的数字电路提供工作电压；
时钟源模块同时连接板卡内部和外部两路输入时钟，并由逻辑控制模块来选择使用其中的一路，时钟源模块将输入的时钟进行倍频和放大之后输出8路时钟给中频信号产生模块做参考时钟；
中频信号产生模块包括8个独立的DDS通路，在逻辑控制模块的控制下输出8路中频模拟信号；
逻辑控制模块通过8路独立的控制总线与中频信号产生模块相连，并与时钟源模块相连，负责对中频信号产生模块和时钟源模块进行配置，并且通过PCI总线和自定义总线完成与上位机和外界其他板卡的通信；
通过硬件和软件相结合的方法来保证多通道间的相位一致性：硬件上要求8路的DDS所接收到的复位信号都同步，同时为了保证复位信号到各个DDS严格同步，要求复位信号在硬件上延迟可调节。同时，每路DDS的同步时钟需要通过等长的走线接入到FPGA内。软件上通过在FPGA内比较每路同步时钟的相位差，判断出两路输出信号是否同步，若不同步，则进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种八通道DDS信号源板，其特征在于：使用CPCI6U标准板型，工作在工控计算机平台或脱机使用，模拟电源模块使用LT1764，TPS75533，数字电源模块使用LT1764，PTH04000W；时钟源模块使用AD公司的锁相环芯片ADF4106、MAXIM公司的比较器MAX999、MINI公司的HSWA2-30DR+模拟开关以及MINI公司的JCPS-8-10功分器；中频信号产生模块使用AD公司的AD9858型DDS芯片、MINI公司DF782系列功放和博威公司的SMT8滤波器；逻辑控制模块使用XILINX公司的XC3S4000型FPGA芯片以及PCI接口芯片PCI9565。
3.根据权利要求1或2所述的一种八通道DDS信号源板，其特征在于：多通道间相位同步通过如下方法实现：
硬件上要求8路的DDS通路接收到的复位信号都同步，由于AD9858工作在1GSPS高采样率下，对复位信号质量的要求非常严格，于是选用两片TI的CDCV304驱动器芯片来实现复位信号的传输，同时，考虑到器件、走线的固有延迟，为了保证复位信号到各个DDS严格同步，每路RESET信号都有4根长度递增的走线，递增的长度对应时间延迟为300ps，通过电阻来选择4根中不同的走线，达到硬件上RESET信号延迟可调节的目的；
同时，每路DDS的同步时钟SYNCLK信号需要通过等长的走线接入到FPGA内，在FPGA内通过软件方式来比较每路SYNCLK的相位差，比较方法是将输入的两路时钟异或，将得到的结果作为一个计数器的使能，通过计数出的数值大小来判断两路时钟间的相位关系；若两路不同步，则进行系统复位，重新配置DDS，再次判断相位关系，循环执行直到输出信号同步为止，若同步，则信号直接输出。
CN200910087841XA 2009-06-24 2009-06-24 一种八通道dds信号源板 Expired - Fee Related CN101662301B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910087841XA CN101662301B (zh) 2009-06-24 2009-06-24 一种八通道dds信号源板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910087841XA CN101662301B (zh) 2009-06-24 2009-06-24 一种八通道dds信号源板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101662301A true CN101662301A (zh) 2010-03-03
CN101662301B CN101662301B (zh) 2012-08-22

Family

ID=41790125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910087841XA Expired - Fee Related CN101662301B (zh) 2009-06-24 2009-06-24 一种八通道dds信号源板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101662301B (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101862511A (zh) * 2010-05-07 2010-10-20 上海交通大学 多通道高精度相控信号发生装置
CN102023293A (zh) * 2010-09-14 2011-04-20 中国兵器工业第二○六研究所 多波束比幅测角雷达目标中频回波仿真系统及其控制方法
CN102571078A (zh) * 2010-12-24 2012-07-11 北京普源精电科技有限公司 用于电气隔离和时钟同步的电路及多通道信号发生装置
CN102608370A (zh) * 2012-04-17 2012-07-25 江苏科技大学 基于fpga的程控标准源的控制板及方法
CN103023507A (zh) * 2012-12-06 2013-04-03 北京航天测控技术有限公司 Dac的采样时钟生成方法及装置
CN103595580A (zh) * 2013-11-07 2014-02-19 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种数字阵列模块接收延时测试方法及装置
CN103713279A (zh) * 2014-01-07 2014-04-09 武汉大学 一种多通道同步激励源系统
CN108037332A (zh) * 2017-12-29 2018-05-15 陕西海泰电子有限责任公司 多通道参考时钟发生模块
CN108768390A (zh) * 2018-05-23 2018-11-06 北京航空航天大学 一种基于dds芯片的高精度四通道信号源
CN111273252A (zh) * 2020-03-09 2020-06-12 上海无线电设备研究所 一种基于多块dds同步的去斜处理方法
CN111355484A (zh) * 2018-12-20 2020-06-30 深圳市中兴微电子技术有限公司 一种实现数据同步的装置和方法
CN111756389A (zh) * 2018-11-30 2020-10-09 成都德辰博睿科技有限公司 一种基于fpga实现的多通道数字信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质
CN112379617A (zh) * 2020-11-05 2021-02-19 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 防止容错系统通道锁死的防互锁电路和多余度容错系统
CN112532258A (zh) * 2020-11-19 2021-03-19 山东科技大学 一种基于fpga实现dds cdma技术的多通道usbl低功耗发射机
CN112653459A (zh) * 2020-12-28 2021-04-13 成都美数科技有限公司 一种可实时校准的射频信号源
CN115037387A (zh) * 2022-05-31 2022-09-09 中星联华科技（北京）有限公司 多通道微波信号源装置、系统及信号处理方法
CN115499021A (zh) * 2022-09-19 2022-12-20 成都坤恒顺维科技股份有限公司 一种多通道相干阵列矢量信号源

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100525173C (zh) * 2004-02-18 2009-08-05 华为技术有限公司 一种通信设备中实现主备时钟相位对齐的方法
CN100533981C (zh) * 2006-04-14 2009-08-26 西安电子科技大学 利用多载频数字频率源产生线性调频中断连续波信号的方法
CN101345886B (zh) * 2008-09-03 2011-11-02 华为技术有限公司 一种相位误差校正的方法和设备

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101862511B (zh) * 2010-05-07 2012-04-25 上海交通大学 多通道高精度相控信号发生装置
CN101862511A (zh) * 2010-05-07 2010-10-20 上海交通大学 多通道高精度相控信号发生装置
CN102023293B (zh) * 2010-09-14 2013-06-05 中国兵器工业第二0六研究所 多波束比幅测角雷达目标中频回波仿真系统及其控制方法
CN102023293A (zh) * 2010-09-14 2011-04-20 中国兵器工业第二○六研究所 多波束比幅测角雷达目标中频回波仿真系统及其控制方法
CN102571078A (zh) * 2010-12-24 2012-07-11 北京普源精电科技有限公司 用于电气隔离和时钟同步的电路及多通道信号发生装置
CN102571078B (zh) * 2010-12-24 2017-04-12 北京普源精电科技有限公司 用于电气隔离和时钟同步的电路及多通道信号发生装置
CN102608370A (zh) * 2012-04-17 2012-07-25 江苏科技大学 基于fpga的程控标准源的控制板及方法
CN103023507A (zh) * 2012-12-06 2013-04-03 北京航天测控技术有限公司 Dac的采样时钟生成方法及装置
CN103023507B (zh) * 2012-12-06 2016-04-13 北京航天测控技术有限公司 Dac的采样时钟生成方法及装置
CN103595580A (zh) * 2013-11-07 2014-02-19 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种数字阵列模块接收延时测试方法及装置
CN103595580B (zh) * 2013-11-07 2016-08-17 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种数字阵列模块接收延时测试方法及装置
CN103713279A (zh) * 2014-01-07 2014-04-09 武汉大学 一种多通道同步激励源系统
CN103713279B (zh) * 2014-01-07 2016-06-29 武汉大学 一种多通道同步激励源系统
CN108037332A (zh) * 2017-12-29 2018-05-15 陕西海泰电子有限责任公司 多通道参考时钟发生模块
CN108037332B (zh) * 2017-12-29 2023-11-07 陕西海泰电子有限责任公司 多通道参考时钟发生模块
CN108768390A (zh) * 2018-05-23 2018-11-06 北京航空航天大学 一种基于dds芯片的高精度四通道信号源
CN111756389A (zh) * 2018-11-30 2020-10-09 成都德辰博睿科技有限公司 一种基于fpga实现的多通道数字信号处理方法、装置、计算机设备及存储介质
CN111355484A (zh) * 2018-12-20 2020-06-30 深圳市中兴微电子技术有限公司 一种实现数据同步的装置和方法
US11502814B2 (en) 2018-12-20 2022-11-15 Zte Corporation Device and method for realizing data synchronization
CN111355484B (zh) * 2018-12-20 2023-09-05 深圳市中兴微电子技术有限公司 一种实现数据同步的装置和方法
CN111273252A (zh) * 2020-03-09 2020-06-12 上海无线电设备研究所 一种基于多块dds同步的去斜处理方法
CN112379617A (zh) * 2020-11-05 2021-02-19 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 防止容错系统通道锁死的防互锁电路和多余度容错系统
CN112532258A (zh) * 2020-11-19 2021-03-19 山东科技大学 一种基于fpga实现dds cdma技术的多通道usbl低功耗发射机
CN112653459A (zh) * 2020-12-28 2021-04-13 成都美数科技有限公司 一种可实时校准的射频信号源
CN115037387A (zh) * 2022-05-31 2022-09-09 中星联华科技（北京）有限公司 多通道微波信号源装置、系统及信号处理方法
CN115037387B (zh) * 2022-05-31 2023-08-01 中星联华科技（北京）有限公司 多通道微波信号源装置、系统及信号处理方法
CN115499021A (zh) * 2022-09-19 2022-12-20 成都坤恒顺维科技股份有限公司 一种多通道相干阵列矢量信号源
CN115499021B (zh) * 2022-09-19 2023-10-27 成都坤恒顺维科技股份有限公司 一种多通道相干阵列矢量信号源

Also Published As

Publication number Publication date
CN101662301B (zh) 2012-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101662301B (zh) 一种八通道dds信号源板
CN104378114B (zh) 一种实现多通道模数转换器同步的方法
CN106374927A (zh) 一种基于FPGA和PowerPC的多通道高速AD系统
CN206711081U (zh) 一种基于同步技术的多通道高速串行数据采集系统
CN104980156A (zh) 基于fpga的高速adc同步采集系统
CN103364602B (zh) 一种可产生多路同步时钟的示波器
CN109617552A (zh) 多通道模数转换系统及其转换方法
CN104950770A (zh) 可控的高速多通道信号采集控制电路系统及其控制方法
CN103809659A (zh) 用于高速接口的时钟校准的设备和方法
US9148192B1 (en) Transceiver for providing a clock signal
CN102931982B (zh) 高速时钟数据恢复电路中的时钟相位判断电路和判断方法
CN103618569B (zh) 一种矢量网络分析仪的中频处理系统及中频处理方法
CN102707766A (zh) 信号同步装置
CN108037332B (zh) 多通道参考时钟发生模块
CN209517099U (zh) 多通道模数转换系统
CN201518474U (zh) 一种八通道dds信号源板
Büchele et al. The GANDALF 128-channel time-to-digital converter
CN102790605B (zh) 异步信号同步器
CN110955179A (zh) 一种基于pci总线的双通道共享时钟触发调延装置
US7863931B1 (en) Flexible delay cell architecture
CN103812576B (zh) 自适应抗干扰天线信道综合系统
CN102638269A (zh) 多相变频电路
CN105245235A (zh) 一种基于时钟调相的串并转换电路
US8750430B2 (en) Data receiver circuit
CN101950278A (zh) 高速低功耗串行通信数据接收接口架构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120822

Termination date: 20140624

EXPY Termination of patent right or utility model