[发明专利]一种高精度随机跳频DDS频率合成器

权利要求书

1.一种高精度随机跳频DDS频率合成器，其特征在于，包括FPGA主控模块、DDS芯片、PLL参考源模块、电源管理模块、低通滤波器；

FPGA主控模块，产生频率控制字并下发至DDS芯片，控制DDS芯片产生射频信号；DDS芯片产生的射频信号通过低通滤波器后输出；

电源管理模块，采用线性稳压电源对FPGA主控模块和DDS芯片提供低纹波供电；

PLL参考源模块，产生参考信号并传输至DDS芯片；

电源管理模块负责给其他模块进行供电，PLL参考源模块产生参考信号，通过一个单端转差分巴伦输入到DDS芯片；在DDS芯片内部，参考信号被二十四分频作为FPGA主控模块的参考时钟输出；频率精度确定后，输入扫频起始频率、截止频率及步进，FPGA主控模块产生伪随机数，对输入进行处理，并送入常系数乘法器，生成频率控制字，并以DDS芯片送出的参考时钟通过并行数据端口将频率控制字写入DDS芯片内部寄存器，执行一次IO更新，则DDS芯片跳频一次，输出信号通过差分转单端巴伦进入低通滤波器再输出。

2.根据权利要求1所述的高精度随机跳频DDS频率合成器，其特征在于，产生伪随机数的具体过程为：

FPGA主控模块通过其内部的线性反馈移位寄存器产生伪随机数，线性反馈移位寄存器由N个D触发器和N-1个异或门串联而成，其中，N为正整数；反馈系数g_i取值为0或1，0≤i≤N，取0表示不存在反馈支路，取1表示存在反馈支路，取g₀＝g_N＝1；确定随机种子，即起始状态后，即可产生状态的伪随机转移，得到伪随机数k。

3.根据权利要求2所述的高精度随机跳频DDS频率合成器，其特征在于，生成频率控制器的具体过程为：

频率精度确定后，输入扫频起始频率f_min、截止频率f_max及扫频步进f_step，将伪随机数k送入常系数乘法器1和加法器，得到随机频率点f₀＝f_min+k*f_step，即为待输出频率点，满足f_min≤f₀≤f_max；

频率合成方程：

f₀＝f_s*(FTW+A/B)/2³²

其中，f_s为参考信号的频率，FTW、A、B为频率控制字；

令B取最大值2³²-1，将其近似为2³²，频率合成方程变为：

(f₀*2^m)*(2ⁿ/f_s)＝FTW*2³²+A

其中，m和n为正整数，由频率精度确定；随机频率点f₀作为频率合成公式的输入，送入常系数乘法器2，可快速计算出频率控制字FTW、A。

4.根据权利要求1所述的高精度随机跳频DDS频率合成器，其特征在于，温度传感器实时监控DDS芯片温度，防止过热影响系统性能。

5.根据权利要求1所述的高精度随机跳频DDS频率合成器，其特征在于，还包括上位机，上位机输入扫频起始频率、截止频率及扫频步进至FPGA主控模块。