第七章信号发生器概述.ppt

四、 DDS的实现技术 采用可编程器件构成DDS 直接采样集成DDS单片电路芯片。 7.3 直接数字频率合成信号发生器 7.3.1 直接数字频率合成技术概述 四、 DDS的实现技术 DDS技术的实现主要依赖于大量的高速、高性能的数字器件。可编程逻辑器件具有速度高、规模大、可编程，以及有强大EDA软件支持等特性，十分适合实现DDS技术。 利用FPGA构成DDS可以根据需要方便地实现各种比较复杂的功能，具有良好的实用性。虽然专用DDS芯片的功能也较多，但控制方式却是固定的，不够灵活。 就合成信号的质量而言，专用DDS芯片由于采用特定的集成工艺，内部数字信号抖动很小，可以输出高质量的模拟信号。利用FPGA设计的DDS电路虽然达不到专用DDS芯片的水平，但精心设计后也能产生较高质量的信号。 1基于可编程逻辑器件的解决方案 随着微电子技术的飞速发展，许多器件公司都推出了各自的高性能的单片DDS电路系列。 与基于FPGA解决方案比较，其输出信号质量高，输出频率也较高。还可以使电路的体积和可靠性也有很大的提高。 2集成DDS单片电路芯片解决方案 表7.2 ADI公司推出的常用DDS芯片选用列表 内置10位的D/A转换器、150MHz相频检测器、充电汞和2GHz混频器。 2000 3.3 1000 AD9858 内置12位两路正交D/A转换器、高速比较器和可编程参考时钟倍频器。 1200 3.3 300 AD9854 内置12位的D/A转换器、高速比较器、线性调频和可编程时钟倍频器。 1200 3.3 300 AD9852 内置比较器、D/A转换器和时钟6倍频器。 650 3/3.3/5 180 AD9851 可编程数字QPSK/16-QAM调制器。 1150 3.3/5 165 AD9853 内置比较器和D/A转换器。 480 3.3/5 125 AD9850 备???? 注 最大功耗（mw) 工作电压（V） 最高工作频率(MHz) 型 号 一、 AD9851芯片概述 7.3 直接数字频率合成信号发生器 7.3.2 基于DDS芯片的频率合成信号发生器的设计 一、 AD9851芯片概述 AD9851由数据输入寄存器、频率/相位寄存器、高速DDS、10位的D/A转换器、高速比较器等部分组成。其中高速DDS又由6倍参考时钟倍乘器、32位相位累加器、正弦函数功能查找表等部分组成。 该高速DDS的系统时钟频率可达到180MHz，使输出信号的最高频率达70 MHz，分辨率为0.04Hz。AD9851内部有一个6倍参考时钟倍乘器，当系统时钟为180MHz时，参考时钟输入端只需输入30MHz的信号频率即可。这样就避免采用高速参考时钟而可能产生的噪声。 该芯片具有较高的频谱纯度, 理论上相位截断而引入的噪声与主频幅度之比为-84dB, 由幅度量化和D/A转换器造成的背景噪声的信噪比为62dB。 一、 AD9851芯片概述 AD9851使用32位频率控制字和5位相位调制字，内部的频率累加器和相位累加器相互独立。 AD9851 内部的数据输入寄存器有5个寄存器，用于储存来自外部数据总线的40位频率/相位/控制字。该控制字送入高速DDS后，即可生成相应频率和相位的数据流，经内部的D/A转换器后，得到最终的合成信号。 设需要合成的频率为fo，对应的频率字K可由下式决定 设相位控制字为Fθ，合成信号的初相位θ可由下式决定 为了使AD9851完成频率和相位的控制，需要向AD9851输入频率/相位控制字。 AD9851有32位频率控制字，5位相位调制字，1位6倍参考时钟、倍乘器使能控制，1位工作方式控制，1位电源休眠功能控制，共40位。 内部的数据输入寄存器是5个8位的寄存器，因此需要分5次存储来自外部8位数据总线的频率/相位控制字。40位的频率/相位控制字各位的功能如下 二、 AD9851频率/相位的控制  二、 AD9851频率/相位的控制  例如，如果要求AD9851满足如下技术条件：6倍参考时钟倍乘器工作；初相位置于1125°；选择非掉电方式；输出信号频率为10MHz；AD9851的外部参考时钟频率为30MHz。 根据上表及输出频率和相位计算公式,可知控制数据应为: W0 W1 W2 W3 W4。