宽带中频信号采集与产生电路设计与实现(2)

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(1) 提高了对目标距离、速度和角度等参数的测量精度。

(2) 可提供可靠的目标识别特征。

(3) 提高对杂波中的目标的检测能力。

(4) 提高了雷达抗有源干扰的能力。

(5) 增强了雷达的隐蔽性能。

(6) 增加了波形设计的灵活性。[1]

由于宽带雷达具有许多突出优点，因此对它的军事需求也是非常迫切的。比如，超宽带合成孔径雷达是一种结合超宽带和合成孔径技术的成像雷达，为实现高分辨成像，通常采用发射超带宽信号获得距离向高分辨率，以及增大合成孔径长度来提高相干积累时间获得方位向高分辨率。超宽带成像雷达由于具有高分辨率，可以对目标精细成像，只需要使用较小的天线就能获得大片区域的高质量图像，而且具有全天候、全天时、远距离和宽广观测带，这是传统红外成像和真实孔径成像雷达所无法比拟的，因而使得超宽带成像雷达技术受到广泛的重视。自二十世纪九十年代以来，超宽带成像雷达技术的应用得到迅速发展，现在它已经变成雷达探测技术的重要发展方向之一。[2]

1.2 本文的主要工作

本文主要针对多通道宽带中频采样和信号产生电路的研制，设计了模数转换电路（ADC）、高速时钟产生电路和数模转换电路，采用定性和定量的手段详细分析影响高速ADC设计性能和高速差分时钟产生电路性能的因素。主要工作包括：根据设计指标要求对高速ADC、DAC和差分时钟产生电路的选型，完成电路的原理图设计；选用变压器级联进行模拟中频采样的前端设计，定性分析了变压器级联对单端信号转换为差分信号的幅像不平衡度的影响，并定量分析输入差分模拟信号的幅像不平衡对ADC采样结果的影响；设计高速差分时钟产生电路时，使用ADIsimCLK软件辅助设计环路滤波器，获得符合ADC和DAC要求的低抖动差分时钟输出，并定量的分析了时钟抖动对ADC采样结果的影响；最后，完成了高速ADC、DAC和差分时钟产生电路寄存器配置程序的设计、ADC接口程序设计、DDS和DAC基带信号产生程序设计，并初步验证了程序的正确性。

2. 数字中频接收与产生相关理论

数字中频信号的接收与产生包括两个方面：一、中频信号的采集，二，中频信号的产生。其中中频信号的采集主要包括AD转换、数字下变频等过程，中频信号的产生则一般利用直接数字频率和成（DDS）技术产生数据源，然后通过内插滤波实现上变频，最后将这些数据送到DAC进行数模转换。本章主要介绍中频信号接收与产生的相关理论，主要包括：中频带通采样和数字下变频原理，DDS原理，上变频内插滤波原理。

2.1 中频带通采样和数字下变频原理

信号接收通道主要包括信号的采集和下变频等过程。模拟的中频带通信号经过高速ADC采样后得到中频的数字信号，数字中频信号经过数字下变频，变为数字基带信号，然后送给后续电路进行处理。

2.1.1中频带通采样原理——带通信号采样定理

由Nyquist 定理可以知道，假设x(t)是频带范围为(0,fH)内的有限信号，如果用的采样频率对其等间隔采样，得到的离散时间信号将可以最终还原成原始信号x(t)。然而Nyquist采样定理只讨论了频谱分布在(0，fH)上的基带信号的采样问题，而我们在实际中遇到的信号，特别是无线通信信号，往往是带通信号即信号的频率分布在某一有限的频带(fL,fH)上时，根据Nyquist采样定理，仍然可以按的采样速率来进行采样。但是，当中心频率很高，或者时，也就是当信号的最高频率远远大于其信号带宽B时，如果仍然按Nyquist采样率来采样的话，则其采样频率会很高，以致很难实现，或者后续处理的速度也满足不了要求。而且由于带通信号本身的带宽并不一定很宽，那么自然会想到能不能采用比Nyquist采样率更低的速率来采样呢?甚至以两倍带宽的采样率来采样呢?这就是带通采样理论要回答的问题。本文论述的宽带信号采集与产生电路将根据带通采样定理进行采样。源:自~751-·论`文'网·www.751com.cn/