AD9854 是Analog Device 公司新近推出的高性價比DDS 芯片,其超高的工作頻率、方便靈活的外部接口方式、多樣化的輸出信號形式,使它可廣泛用于捷變頻本振頻率合成、可編程時鐘產生器、雷達線性調頻信號源、電子測試設備等方面。
AD9854的特性如下:
a.300MHz的內部時鐘:內部帶有4倍到20倍的可編程倍頻器。
b.內部12位正交雙通道DAC輸出。
c.超高速內置比較器,可產生高穩定度的方波輸出。
d.兩個48位的可編程頻率寄存器。
e.兩個14位的可編程相位寄存器。
f.連個12位的可編程幅度控制寄存器和鍵控可編程幅度漸變開關功能。
g.單引腳FSK和PSK控制接口。
h.線性調頻或非線性調頻信號輸出,帶Hold控制引腳。
i.頻率漸變的FSK輸出。
j.自動雙向頻率掃面(鋸齒波)輸出。
k.簡化的控制接口。
1)10MHz 2線或3線SPI兼容串行接口;
2)1000MHz并行接口,8位數據總線,6位地址總線。
l.多種省電模式。
m.單端或雙端差分時鐘輸入。
ad9854工作原理介紹
AD9854采用80腳LQFP封裝,其內部共有40個8位的控制寄存器,分別用來控制輸出信號頻率、相位、幅度、步進斜率等,以及一些特殊控制位。下表給出了控制寄存器的分布情況。
AD9854能夠產生多種形式的額輸出信號,工作模式的選擇是通過對控制寄存器IFH中的三個位(Mode2、Mode1、Mode0)的控制來實現的。見下表。
事實上,除上述工作方式外,通過不同工作方式的組合控制,還可以產生更多的輸出信號形式(例如,非線性調頻信號)。下面分別予以介紹。
單頻模式(SingleTone)
這是AD9854 復位后的缺省工作模式。輸出頻率由寫入控制寄存器04H~09H 中的48位頻率調諧字1(FrequcncyTuningWord I--FTW) 決定,相位由控制寄存器 00H~01H中的14 位相位調諧字決定,1和Q 通道的輸出信號幅度可分別由控制寄存器21H~22H、23H~24H 中的兩個12 位幅度調整控制字決定。此時,頻率調諧字2 (FTW2,0AH~0DH)和相位調諧字2 (02H~03H) 不用。
頻率調諧字(FTW)= (fout×2N) /fsysglk
其中,fout; 輸出信號頻率(0~fsysglk/2);
N,相位累加器的分辨率,這里是48位;
fsysglk,系統時鐘。
值得注意的是,1和Q 通道的輸出在任何時侯都是正交的。另外,所有頻率的改變都是相位連續的。
頻移鍵控模式(FSK)
兩個頻率F1、F2 分別由FTW1和FTW2 中的值決定,輸出哪個頻率由Pin29 的電平決定。Pin29為“0“,輸出F1; Pin29為“I” 輸出F2。
頻率漸變FSK (RampedFSK)
AD9854 提供一種頻率漸變的FSK 輸出模式,可改善輸出信號的帶寬性能。其輸出濾形與傳統的FSK的差別見圖1。
此時,頻率由Fl 到F2 的變化不是突變的,而是按一定的斜宰逐漸從F1變化到F2.該斜率由20 位的漸變速率時鐘(Ramp Rate Clock-RRC,1AH~1CH) 和48 位的頻率步進字《(Deta FrequencyWord--DFW,10H~15H) 寄存器中的值共同決定。
FTW1寄存器中置低頻控制字,FTW2 寄存器中置高頻控制字; RRC 寄存器中置漸變過程中每個中間頻率的持續時間控制字。48 位的DFW 寄存器中的值決定了每次頻率步進量。頻率的上升或下降由Pin29 上的電平決定。Pin29 為“0”,上升: Pin29 為“1“,下降。當到達終點頻率后則停止漸變并保持該終點頻率。
A.自動三角波形頻率輸出。若置位控制寄存器1FH 中的Triangle 位,則無需Pin29腳上的電平控制,AD9854就能按照RRC和DFW寄存器中的設置產生從Fl 到F2,然后立刻再從F2到F1的鋸齒形頻率輸出。
B.控制位CLR ACCI (]FH 寄存器中): 當該位置“1”時,則停止現行的頻率漸變過程,回到起始頻率重新開始下一個漸變過程。
C.控制位CLRACC2( 1FH寄存器中): 該位置“1”時,AD9854輸出直流信號(0Hz)。
二位相移鍵控模式{BPSK)
這種工作方式的控制類似于FSK模式。兩個輸出相位P1和P2分別由兩個14 位相位調整控制字寄存器(00H~0lH,02H~03H)決定; Pin29上的電平決定用哪個作起始相位。輸出信號的煩率由FTW1寄存器中的值決定。
相位分辨率=360度/2的14次方=0.022033691度
線性調頻模式(FMChirp)
AD9854 按用戶所要求的頻率分辨率、調頻斜率、掃頻方向和頻宰范圍產生精確的線性或非線性調頻信號。此時,寄存器FTWl 中裝入的值決定起點頻率; 頻率步進量由寄存器DFW 決定; 中間頻率持續時間由寄存器RRC 決定,Pin29 為“保持(Hoid)” 功能,高電平時.Chirp 過程暫停,輸出頻率保持此前值不變,直至Pin29 又重新變為低電平后,再以原來的斜率繼續原Chirp 過程。
需要注意的是,Chirp 模式只規定了起點頻率,而沒有設定終點頻率,所以需要由用戶來決定何時停止該過程。若沒有及時發出停止指令,頻率會持續上升到fsysglk/2為止。
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