基于DSP和DDS的商品防竊監(jiān)視器掃頻信號(hào)源

1 引言

商品防竊監(jiān)視器(Electronic Article Surveillance)簡(jiǎn)稱(chēng)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(hào)，該信號(hào)由近場(chǎng)天線(xiàn)發(fā)射，當(dāng)天線(xiàn)附近有標(biāo)簽存在時(shí)(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(hào)，該信號(hào)被EAS接收天線(xiàn)接收，經(jīng)解調(diào)、放大和數(shù)字化處理后，最終發(fā)出報(bào)警信息。傳統(tǒng)的掃頻信號(hào)發(fā)生電路通常包含變?nèi)荻O管組成的LC振蕩回路，通過(guò)周期性地改變二極管的偏壓來(lái)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(xiàn)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(hào)波形，是EAS掃頻信號(hào)發(fā)生電路發(fā)展的趨勢(shì)。筆者采用AD公司的AD9834型DDS實(shí)現(xiàn)掃頻信號(hào)合成，同時(shí)，考慮到信號(hào)的高速頻率變化特點(diǎn)，需使用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)對(duì)AD9834進(jìn)行控制。筆者采用TI公司的TMS320VC5410型數(shù)字信號(hào)處理器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)C5410)。下面介紹這些器件的特點(diǎn)及電路實(shí)現(xiàn)方法。

2 TMS320VC5410和AD9834簡(jiǎn)介

本設(shè)計(jì)要求C5410通過(guò)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(hào)。C5410是TI公司生產(chǎn)的新一代低功耗TMS320C5000系列定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，它有3個(gè)高速、全雙工、多通道緩沖串行口(McBSP)，每個(gè)串行口可以支持128個(gè)通道，速度可達(dá)100Mb/s。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(hù)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(gè)主設(shè)備和1個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，其接口包括以下4種信號(hào)：串行數(shù)據(jù)輸入(也稱(chēng)為主進(jìn)從出或MISO)；串行數(shù)據(jù)輸出(也稱(chēng)為主出從進(jìn)或MOSI)；串行移位時(shí)鐘(也稱(chēng)為SCK)；從使能信號(hào)(也稱(chēng)為SS)。McBSP的時(shí)鐘停止模式與SPI協(xié)議兼容，當(dāng)McBSP處于時(shí)鐘停止模式時(shí)，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(hào)相位線(xiàn)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(xún)表ROM和1個(gè)10位D/A轉(zhuǎn)換器組成。數(shù)控振蕩器和相位調(diào)制器主要由2個(gè)頻率選擇寄存器、1個(gè)相位累加器、2個(gè)相位偏移寄存器和1個(gè)相位偏移加法器構(gòu)成，它的最高工作頻率可達(dá)50MHz。