本文介紹了高性能DDS芯片AD9858的主要特點(diǎn)和配置方法,論述了AD9858實(shí)現(xiàn)雷達(dá)寬帶調(diào)頻源的原理和可行性,以圖形的方式說明了硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,詳細(xì)描述了輸出線性調(diào)頻信號(hào)的控制流程。

　　引言

　　直接數(shù)字頻率合成方法具有傳統(tǒng)方法所不具備的許多突出的優(yōu)點(diǎn)。高頻率分辨率、高頻率切換速度、頻率切換時(shí)相位保持連續(xù)、超寬的頻率范圍、能實(shí)現(xiàn)各種調(diào)制波和任意波形的產(chǎn)生以及易于實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的設(shè)計(jì)。AD9858是一款高性能DDS芯片,可方便快速地產(chǎn)生線性調(diào)頻、單頻脈沖及編碼調(diào)制信號(hào),其工作頻率高達(dá)1GHz,雜散性能指標(biāo)更高于以前的產(chǎn)品。

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　　圖1 方案原理圖

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　　圖2 硬件結(jié)構(gòu)圖

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　　圖3 控制流程框圖

　　AD9858簡(jiǎn)介

　　AD9858的主要特點(diǎn)

　　AD9858是具有1GSPS速率的直接數(shù)字頻率合成器、10位DAC、快速頻率跳躍和精細(xì)調(diào)諧分辨率功能的單片解決方案。AD9858比先前的解決方案速度快三倍,功耗卻未增加,因而適合用在無線設(shè)備、軍事以及航空雷達(dá)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。和其它的高速DDS產(chǎn)品不同,AD9858內(nèi)部集成了DAC、相位/頻率檢測(cè)器和電荷泵,能滿足設(shè)計(jì)者的低相位噪音、低虛假能量、快速頻率轉(zhuǎn)換和寬帶寬線性掃描的要求。

　　在驅(qū)動(dòng)1GHz內(nèi)部時(shí)鐘時(shí),新的DDS能直接產(chǎn)生高達(dá)400MHz的頻率。參考時(shí)鐘從片上時(shí)鐘二分頻所得到的高達(dá)2GHz的外部時(shí)鐘源獲得。片上混頻器和PFD/CP使1~2GHz或更高頻率范圍內(nèi)的各種通用頻率合成配置成為可能。通過把數(shù)據(jù)寫入片上的數(shù)字寄存器,很容易對(duì)AD9858進(jìn)行配置,而這些寄存器控制著器件的所有運(yùn)作。為了降低功耗,AD9858還有可編程的全睡眠模式。

　　AD9858的配置

　　AD9858有兩種工作模式：?jiǎn)我稽c(diǎn)頻模式和掃頻模式。單一點(diǎn)頻模式的配置比較簡(jiǎn)單,只需將控制寄存器(CFR)(注：與掃頻模式的配置類似,不同點(diǎn)在于將掃頻使能位置0)、頻率調(diào)節(jié)字(FTW)配置完畢,即可打開該功能。頻率掃描模式相比點(diǎn)頻模式來說,稍顯麻煩。下面介紹掃頻工作模式的配置方法。這種模式需要配置的寄存器有控制寄存器(CFR)、頻率調(diào)節(jié)字(FTW)、步進(jìn)頻率調(diào)節(jié)字(DFTW)、步進(jìn)頻率斜率控制字(DFRRW)和相位偏移字(POW),其中,控制寄存器共有4個(gè)字節(jié),地址分別為0x00、0x01、0x02和0x03。在該設(shè)計(jì)中,未用到PLL功能,故與PLL有關(guān)的控制字均置為無效。0x01的Bit7為掃頻使能位,將其置1打開掃頻功能。

　　對(duì)于線性調(diào)頻工作狀態(tài)的實(shí)現(xiàn),還有幾點(diǎn)需要說明。線性調(diào)頻信號(hào)是有時(shí)寬限制的,AD9858具有輸出線性調(diào)頻信號(hào)功能,但不具有定時(shí)功能,所以需要外部定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)寬的控制。AD9858的線性調(diào)頻工作的原理是：指定頻率起始點(diǎn)和步進(jìn)頻率,頻率以系統(tǒng)時(shí)鐘的1/8或其整數(shù)倍進(jìn)行累加,但是在沒有指定上限的情況下,會(huì)一直掃到1/2參考時(shí)鐘頻率處,即奈奎斯特頻率,故需要做好對(duì)上限頻率的控制。采用定時(shí)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上限頻率的精確控制。