一、AD9850簡介
AD9850是美國AD公司采用先進的DDS技術,1996年推出的高集成度DDS頻率合成器,采用CMOS工藝,其功耗在3.3V供電時僅為155mW,擴展工業級溫度范圍為-40~80℃,采用28腳SSOP表面封裝形式。它內部包括可編程DDS系統、高性能DAC及高速比較器,能實現全數字編程控制的頻率合成器和時鐘發生器。接上精密時鐘源,AD9850可產生一個頻譜純凈、頻率和相位都可編程控制的模擬正弦波輸出。此正弦波可以直接作為信號源輸出或者送入AD9850的高速比較器從而得到方波輸出。AD9850接口控制簡單,可以用8位并行口或串行口直接輸入頻率、相位等控制數據。32位頻率控制字,在125MHz時鐘下,輸出頻率分辨率為0.029Hz,頻率范圍為0.1Hz~40MHz,幅值范圍為0.2~1V。其引腳排列如圖1所示,各引腳定義如下:
D0~D7(4-1,28-25):控制字并行輸入,給內部寄存器裝入40位控制數據,其中D7可做串行輸入
DGND(5、24):數字地
DVDD(6、23):為內部數字電路提供電源(3.3V或5V)
W-CLK(7):控制字裝入時鐘,用于加載并行/串行的頻率/相位控制字,上升沿有效FQ-UD(8):頻率更新控制信號,時鐘上升沿確認輸入數據有效
FQ-UD(8):頻率更新控制信號,時鐘上升沿確認輸入數據有效FREFCLOCK(9):外部參考時鐘(有源晶振)輸入,最高125MHz
AGND(10、19):模擬地
AVDD(11、18):為內部模擬電路提供電源(5V),可與數字電源共用
Rset(12):外接電阻,決定器件輸出電流大小,典型值為3.9K
QOUT(13):內部比較器正向輸出端(方波)
QOUT(14):內部比較器反向輸出端(方波)VINN(15):內部比較器的負向輸入端
VINP(16):內部比較器的正向輸入端
DACBL(17):內部DAC外接參考電壓端,可懸空
IOUTB(20):“互補”DAC輸出
IOUT(21):內部DAC輸出,爭先電流輸出端,一般用電阻接地以轉換為正弦電壓
RESET(22):復位端
可編程DDS系統的核心是相位累加器,它由一個加法器和一個N位相位寄存器組成,N一般位24~32。每來一個外部參考時鐘,相位寄存器便以步長M遞加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上。正弦查詢表包含一個正弦波周期的數字幅度信息,每一個地址對應正弦波中0°~360°范圍的一個相位點。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號,然后驅動數模轉換器(DAC)以輸出模擬量,如圖2所示。
二、AD9850原理
其內部原理結構如圖3所示。
由此可見可見,AD9850主要組成有三部分:一是高度DDS內核,是AD9850的核心,包括相位寄存器、頻率寄存器、相位累加器、波形ROM;二是接口電路,即輸入寄存器,用于接收單片機送來的40bit數據;三是模擬電路部分,即DA轉換器及比較器。