1 引言

　　商品防竊監(jiān)視器（Electronic Article Surveillance）簡(jiǎn)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(hào)，該信號(hào)由近場(chǎng)天線發(fā)射，當(dāng)天線附近有標(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)?a target="_blank">二極管組成的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(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(shí)鐘（也稱為SCK）；從使能信號(hào)（也稱為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(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。

　　AD9834的頻率控制字由式（1）求得

　　式中，0《Δphase《228-1，fMCLK最高可達(dá)50MHz，它是由高穩(wěn)定度晶體振蕩器獲得或由其他器件編程提供，用來同步整個(gè)合成器的各個(gè)組成部分。

　　相位控制字由式（2）求得

　　ΔP=Kx2π/4096 （2）

　　式中，0

　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

　　傳統(tǒng)的EAS掃頻信號(hào)產(chǎn)生電路使用了壓控振蕩集成電路。通過改變外圍變?nèi)荻O管的直流偏壓可以使掃頻信號(hào)的頻率范圍控制在8．2MHz±0.5MHz。當(dāng)采用全數(shù)字頻率合成時(shí)，由于數(shù)字信號(hào)的非連續(xù)性，不可能產(chǎn)生連續(xù)的掃頻信號(hào)，只能產(chǎn)生臺(tái)階性變化的掃頻信號(hào)，即1個(gè)單頻點(diǎn)持續(xù)一段時(shí)間后增加4，，再跳躍到另1個(gè)單頻點(diǎn)，因此，如果掃頻信號(hào)的掃頻范圍為8.2MHz±-O.5MHz，將該lMHz頻率跨度等分為32個(gè)頻點(diǎn)，于是相鄰頻點(diǎn)之間的頻率間隔Δf=1MHz/31=0.0323MHz。如果掃頻信號(hào)的掃頻周期為 180Hz（即5.6ms），則每個(gè)頻點(diǎn)占用的時(shí)間為ΔT=5.6ms/3l=181pμs。該ΔT又分為二部分，第一部分△T1為振蕩時(shí)間，即單頻率波形持續(xù)時(shí)間；第二部分ΔT2為延時(shí)等待時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)理論上沒有波形輸出。在實(shí)際應(yīng)用中可通過動(dòng)態(tài)改變△T2在ΔT中所占的比例以控制EAS的發(fā)射功率，對(duì)系統(tǒng)很有用。如果每個(gè)單頻率波形持續(xù)時(shí)間（頻率振蕩時(shí)間）△T1=10μs，則每個(gè)單頻率波形的延時(shí)等待時(shí)間ΔT2=（5.6-0.01x32）/31=170.3μs。多通道緩沖串行口發(fā)送1個(gè)單頻率字只需71μs左右，能夠完成控制字和頻率字的發(fā)送，而且還能夠在此時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜的計(jì)算 。圖2為180Hz周期內(nèi)完成的32頻點(diǎn)掃頻信號(hào)波形示意圖。其中，每個(gè)頻點(diǎn)展開后都是頻率一定的正弦波，每個(gè)周期內(nèi)32頻點(diǎn)掃頻信號(hào)的頻率范圍都是從7．7MHz到8．7MHz臺(tái)階性變化。