集成电路课程设计报告书.doc

PAGE . . . 集成电路原理及应用课程设计报告 \\ 题 目 DDS芯片AD9850原理及应用 授课教师 学生姓名 学 号 专 业 教学单位 完成时间 2011年7月1日 摘要：介绍了美国A D公司采用先进的直接数字频率合成 ( DDS )技术推出的高集成度频率合成器 A D9 8 5 0的工作原理、主要特点及其与 MCS51单片机的接口， 并给出了接口电路图和部分源程序。同时给出了以AD9850为频率合成器，以AT89S52单片机为进程控制和任务调度核心来设计一个信号频率和幅度都能预置且频率稳定度高的函数信号发生器的设计方法． 引 言 随着“软件无线电”技术和数字技术的飞速发展，用数字控制方法从一个参考频率源产生多种频率的技术——直接数字合成器（Direct Digital Synthesizer。DDS）被广泛应用。具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。现已广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等领域。美国AD公司推出的高集成度的采用先进的CMOS技术的直接频率合成器AD9850是DDS技术的典型产品之一。AD9850是高稳定度的直接数字频率合成器件，内部 数据输入寄存器、可编程DDS系统、高性能数/模转换器（DAC）及高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器，如接上精密时钟源，AD9850可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的正弦信号。AD9850中包含高速比较器，正弦波也可直接用作频率信号源，也可通过比较器转换成方波，作为时钟输出。本文主要介绍了高集成度频率合成器 A D9 8 5 0的工作原理、主要特点及其与 MCS51单片机的接口及应用设计。 一． 特 性： 最高125MHz的时钟频率； 片内集成高性能模数变换器（10位ADC）和高速比较器； 具有良好的动态性能：在40MHz输出时，DAC的抑制寄生动态范围 （SFDR）仍大于50dB； 供电模式可选：+5v或+3.3v单电源供电； 低功耗：+5v供电时功耗为380mW，+3.3v供电时功耗为155mW； 体积小：28引脚的SSOP表面封装； 温度范围较宽：工业级工作温度-40-80； 掉电（Power-down）功能； 二． 应用 ： 1）频率/相敏捷正弦波合成； 2）时钟恢复电路和数字锁定通信； 3）数字控制的ADC编码发生器； 4）敏捷本地振荡器应用； 三． 基本描述 ＡＤ９８５０是ＡＤ公司采用先进的ＤＤＳ技术，推出的高集成度DDS频率合成器，它内部包括可编程DDS系统、高性能DAC及高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器。接上精密时钟源，ＡＤ９８５０可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出。此正弦波可直接用作频率信号源或转换成方波用作时钟输出。ＡＤ９８５０接口控制简单，可以用８位并行口或串行口直接输入频率、相位等控制数据。32位频率控制字，在125ＭＨｚ时钟下，输出频率分辨率达0.029Ｈｚ。先进的ＣＭＯＳ工艺使ＡＤ９８５０不仅性能指标一流，而且功耗少，在3.3Ｖ供电时，功耗仅为155ｍＷ。扩展工业级温度范围为－４０～＋８５摄氏度，其封装是２８引脚的SSOP表面封装。AD9851内部方框图（如图1）. ＡＤ９８５０采用３２位相位累加器，截断成１４位，输入正弦查询表，查询表输出截断成１０位，输入到ＤＡＣ。ＤＡＣ输出两个互补的模拟电流，接到滤波器上。调节ＤＡＣ满量程输出电流，需外接一个电阻Ｒｓｅｔ，其调节关系是Ｉset＝３２（1.248Ｖ／Rest），满量程电流为１０～２０ｍＡ。 图1 AD9850的系统功能框图 四．AD9850的引脚功能描述　　AD9850是28脚SOP表面封装，体积小，易用于便携仪器。其引脚排列如图2所示，功能如下： （1）D0-D7，控制字并行输入端，其 中 D7可作为串行输入；（2）DGND，数字地； （3）DVDD，为内部数字电路提供电源；（4）WCLK，控制字装入时钟；（5）FQUD，频率更新控制；（6）CLK，输入时钟；（7）AGND，模拟地；（8）AVDD，为内部模拟电路提供电源， 可与