基于dsp和dds的商品防竊監(jiān)視器掃頻信號源

1、基于DSP和DDS的商品防竊監(jiān)視器掃頻信號源1引言引言商品防竊監(jiān)視器(ElectronicArticleSurveillance)簡稱EAS，是目前超市普遍使用的安檢防竊設(shè)備。其原理是由發(fā)射電路產(chǎn)生7.8MHz~8.8MHz的掃頻信號，該信號由近場天線發(fā)射，當(dāng)天線附近有標(biāo)簽存在時(標(biāo)簽為高Q值的LC振蕩回路，諧振中心頻率為7.8MHz)，標(biāo)簽發(fā)出諧振電磁波信號，該信號被EAS接收天線接收，經(jīng)解調(diào)、放大和數(shù)字化處理后，最終發(fā)出報警信息。傳

2、統(tǒng)的掃頻信號發(fā)生電路通常包含變?nèi)荻O管組成的LC振蕩回路，通過周期性地改變二極管的偏壓來改變振蕩頻率。由于分立元件參數(shù)的一致性差，振蕩頻率難以精確控制，頻率變化的線性度、掃頻寬度等諸多指標(biāo)也受到元件性能的嚴(yán)格約束。在數(shù)字化技術(shù)飛速發(fā)展的今天，由直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)產(chǎn)生所需要的信號波形，是EAS掃頻信號發(fā)生電路發(fā)展的趨勢。筆者采用AD公司的AD9834型DDS實現(xiàn)掃頻信號合成，同時，考慮到信號的高速頻率變化特點，需使用數(shù)字信號處

3、理器(DSP)對AD9834進(jìn)行控制。筆者采用TI公司的TMS320VC5410型數(shù)字信號處理器(以下簡稱C5410)。下面介紹這些器件的特點及電路實現(xiàn)方法。2TMS320VC5410TMS320VC5410和AD9834AD9834簡介簡介本設(shè)計要求C5410通過多通道緩沖串行口向AD9834發(fā)送命令和數(shù)據(jù)，由AD9834產(chǎn)生EAS系統(tǒng)需要的掃頻信號。C5410是TI公司生產(chǎn)的新一代低功耗TMS320C5000系列定點數(shù)字信號處理器，

4、它有3個高速、全雙工、多通道緩沖串行口(McBSP)，每個串行口可以支持128個通道，速度可達(dá)100Mbs。該系列提供的McBSP支持多種串行通信的方式和協(xié)議，可以根據(jù)用戶的不同需要進(jìn)行配置。多通道緩沖串行口遵循SPI協(xié)議是以主從方式工作的，這種模式通常有1個主設(shè)備和1個或多個從設(shè)備，其接口包括以下4種信號：串行數(shù)據(jù)輸入(也稱為主進(jìn)從出或MISO)；串行數(shù)據(jù)輸出(也稱為主出從進(jìn)或MOSI)；串行移位時鐘(也稱為SCK)；從使能信號(也稱

5、為SS)。McBSP的時鐘停止模式與SPI協(xié)議兼容，當(dāng)McBSP處于時鐘停止模式時，發(fā)送器和接收器是內(nèi)部同步的。AD9834的原理框圖如圖1所示。它使用的DDS技術(shù)是一種利用正弦信號相位線性增加的原理直接由數(shù)字累加和數(shù)模轉(zhuǎn)換合成所需頻率的技術(shù)。AD9834主要由數(shù)控振蕩器(NCO)、相位調(diào)制器、正弦查詢表ROM和1個10位DA轉(zhuǎn)換器組成。數(shù)控振蕩器和相位調(diào)制器主要由2個頻率選擇寄存器、1個相位累加器、2個相位偏移寄存器和1個相位偏移加法

6、器構(gòu)成，它的最高工作頻率可達(dá)50MHz。點擊看原圖4硬件設(shè)計方案和軟件實現(xiàn)硬件設(shè)計方案和軟件實現(xiàn)41硬件設(shè)計方案硬件設(shè)計方案基于上述設(shè)計思想的硬件連接方案如圖3所示，包括C5410、10MHz晶體振蕩器、AD9834及濾波放大電路。由于AD9834的電源電壓在23V到55V范圍內(nèi)可選，C5410的電源電壓為33V。所以在連接時無需電平轉(zhuǎn)換。10MHz晶體振蕩器向C5410提供輸入時鐘。初始化C5410使其工作頻率為100MHz，因為只有

7、此時才能使其定時器周期寄存器從TOUT引腳輸出50MHz時鐘信號。該時鐘信號輸出到AD9834的MCLK腳，作為AD9834的工作時鐘。理論分析指出：輸出信號的相位噪聲取決于時鐘信號的相位噪聲，在輸出信號頻率不變的情況下，輸入時鐘信號頻率越高，相位噪聲惡化越小。點擊看原圖濾波放大電路對AD9834輸出的掃頻波信號進(jìn)行進(jìn)一步濾波處理和幅度放大，以濾除高頻信號干擾和噪聲，將信噪比控制在允許范圍內(nèi)。由于雜波信號干擾，從AD9834出來的掃頻信

8、號在沒有濾波的情況下含有豐富的高頻成分，采用RC或LC無源濾波電路處理后可以得到一組以82MHz為中心頻率，掃頻范圍在77MHz~87MHz的較為清晰的掃頻波。具體實現(xiàn)方案是先通過由1只去耦電容器和1只電阻器組成的RC回路濾掉由：DDS輸出的掃頻信號中的高頻成分，然后使用帶有電感器的復(fù)式濾波電路(可以選擇LC濾波電路)，經(jīng)電感器濾波后不但負(fù)載電流及電壓的脈動減小，而且波形也變得平滑，L、c的具體值可由f=1(LC)12求得，其中f=8.