实现直接数字频率合成器的三种技术方案
心的QPSK调制器AD9853、数字上变频器AD9856和AD9857.AD公司的DDS系列产品以其较高的性能价格比,目前取得了极为广泛的应用。AD公司的常用DDS芯片选用列表见表1.下面仅对比较常用的AD9850芯片作一简单介绍。
表1AD公司的常用DDS芯片选用列表
型号最大工作(MHz)工作电压(V)最大功耗(mw)备注AD9832253.3/5120小型封装,串行输入,内置D/A转换器。AD9831253.3/5120低电压,经济,内置D/A转换器。AD9833252.5~5.52010个管脚的uSOIC封装。AD9834502.5~5.52520个管脚的TSSOP封装并内置比较器。AD9835505200经济,小型封装,串行输入,内置D/A转换器。AD9830505300经济,并行输入,内置D/A转换器。AD98501253.3/5480内置比较器和D/A转换器。AD98531653.3/51150可编程数字QPSK/16-QAM调制器。AD98511803/3.3/5650内置比较器、D/A转换器和时钟6倍频器。AD98523003.31200内置12位的D/A转换器、高速比较器、线性调频和可编程参考时钟倍频器。AD98543003.31200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。AD985810003.32000内置10位的D/A转换器、150MHz相频检测器、充电汞和2GHz混频器。
AD9850是AD公司采用先进的DDS技术1996年推出的高集成度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位并行口或串行口经、相位等控制数据。32位频率控制字,在125MHz时钟下,输出频率分产率达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。
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/Rset),满量程电流为10~20mA。
2.2采用低频正弦波DDS单片电路的解决方案
MicroLinear公司的电源管理事业部推出低频正弦波DDS单片电路ML2035以其价格低廉、使用简单得到广泛应用。ML2035特性:(1)输出频率为直流到25kHz,在时钟输入为12.352MHz野外频率分辨率可达到1.5Hz(-0.75~+0.75Hz),输出正弦波信号的峰-峰值为Vcc;(2)高度集成化,无需或仅需极少的外接元件支持,自带3~12MHz晶体振荡电路;(3)兼容的3线SPI串行输入口,带双缓冲,能方便地配合单片机使用;(4)增益误差和总谐波失真很低。
ML2035为DIP-8封装,各引脚功能如下:
(1)Vss:-5V电源;
(2)SCK:串行时钟输入,在上升沿将串行数据锁入16位移位寄存器;
(3)SID:串行数据输入,该串行数据为频率控制字,决定6脚输出的频率;
(4)LATI:串行数据锁存,在下降沿将频率控制字锁入16位数据锁存器;
(5)Vcc:+5电源;
(6)Vout:模拟信号输出;
(7)GND:公共地,输入、输出均以此点作为参考点;
(8)CLKIN:时钟输入,可外接时钟或石英晶体。
ML2035生成的频率较低(0~25kHz),一般应用于一些需产生的频率为工频和音频的场合。如用2片ML2035产生多频互控信号,并与AMS3104(多频接收芯片)或ML2031/2032(音频检波器)配合,制作通信系统中的收发电路等。
可编程正弦波发生器芯片ML2035设计巧妙,具有可编程、使用方便、价格低廉等优点,应用范围广泛。很适合需要低成本、高可靠性的低频正弦波信号的场合。
ML2037是新一代低频正弦波DDS单片电路,生成的最高频可达500kHz。
2.3自行设计的基于FPGA芯片的解决方案
DDS技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件。可编程逻辑器件以其速度高、规模在、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。Altera是著名的PLD生产厂商,多年来一直占据着行业领先的地位。Altera的PLD具有高性能、高集成度和高性价比的优点,此外它还提供了功能全面的开发工具和丰富的IP核、宏功能外它还提供了功能全面的开发工具和丰富的IP核、宏功能库等,因此Altera的产品获得了广泛的应用。Altera的产品有多个系列,按照推出的先后顺序依次为Classic系列、MAX(MultipleArrayMatrix)系列、FLEX(FlexibleLogicElementMatrix)系列、APEX(AdvancedLogicElementMatrix)系列、ACEX系列、Stratix系列以及Cyclone等。
Max+plusII是Altera提供的一个完整的EDA开发软件,可完成从设备输入、编译、逻辑综合、器件适配、设计仿真、定时分析、器件编程 《实现直接数字频率合成器的三种技术方案(第2页)》
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表1AD公司的常用DDS芯片选用列表
型号最大工作(MHz)工作电压(V)最大功耗(mw)备注AD9832253.3/5120小型封装,串行输入,内置D/A转换器。AD9831253.3/5120低电压,经济,内置D/A转换器。AD9833252.5~5.52010个管脚的uSOIC封装。AD9834502.5~5.52520个管脚的TSSOP封装并内置比较器。AD9835505200经济,小型封装,串行输入,内置D/A转换器。AD9830505300经济,并行输入,内置D/A转换器。AD98501253.3/5480内置比较器和D/A转换器。AD98531653.3/51150可编程数字QPSK/16-QAM调制器。AD98511803/3.3/5650内置比较器、D/A转换器和时钟6倍频器。AD98523003.31200内置12位的D/A转换器、高速比较器、线性调频和可编程参考时钟倍频器。AD98543003.31200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。AD985810003.32000内置10位的D/A转换器、150MHz相频检测器、充电汞和2GHz混频器。
AD9850是AD公司采用先进的DDS技术1996年推出的高集成度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位并行口或串行口经、相位等控制数据。32位频率控制字,在125MHz时钟下,输出频率分产率达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。
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/Rset),满量程电流为10~20mA。
2.2采用低频正弦波DDS单片电路的解决方案
MicroLinear公司的电源管理事业部推出低频正弦波DDS单片电路ML2035以其价格低廉、使用简单得到广泛应用。ML2035特性:(1)输出频率为直流到25kHz,在时钟输入为12.352MHz野外频率分辨率可达到1.5Hz(-0.75~+0.75Hz),输出正弦波信号的峰-峰值为Vcc;(2)高度集成化,无需或仅需极少的外接元件支持,自带3~12MHz晶体振荡电路;(3)兼容的3线SPI串行输入口,带双缓冲,能方便地配合单片机使用;(4)增益误差和总谐波失真很低。
ML2035为DIP-8封装,各引脚功能如下:
(1)Vss:-5V电源;
(2)SCK:串行时钟输入,在上升沿将串行数据锁入16位移位寄存器;
(3)SID:串行数据输入,该串行数据为频率控制字,决定6脚输出的频率;
(4)LATI:串行数据锁存,在下降沿将频率控制字锁入16位数据锁存器;
(5)Vcc:+5电源;
(6)Vout:模拟信号输出;
(7)GND:公共地,输入、输出均以此点作为参考点;
(8)CLKIN:时钟输入,可外接时钟或石英晶体。
ML2035生成的频率较低(0~25kHz),一般应用于一些需产生的频率为工频和音频的场合。如用2片ML2035产生多频互控信号,并与AMS3104(多频接收芯片)或ML2031/2032(音频检波器)配合,制作通信系统中的收发电路等。
可编程正弦波发生器芯片ML2035设计巧妙,具有可编程、使用方便、价格低廉等优点,应用范围广泛。很适合需要低成本、高可靠性的低频正弦波信号的场合。
ML2037是新一代低频正弦波DDS单片电路,生成的最高频可达500kHz。
2.3自行设计的基于FPGA芯片的解决方案
DDS技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件。可编程逻辑器件以其速度高、规模在、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。Altera是著名的PLD生产厂商,多年来一直占据着行业领先的地位。Altera的PLD具有高性能、高集成度和高性价比的优点,此外它还提供了功能全面的开发工具和丰富的IP核、宏功能外它还提供了功能全面的开发工具和丰富的IP核、宏功能库等,因此Altera的产品获得了广泛的应用。Altera的产品有多个系列,按照推出的先后顺序依次为Classic系列、MAX(MultipleArrayMatrix)系列、FLEX(FlexibleLogicElementMatrix)系列、APEX(AdvancedLogicElementMatrix)系列、ACEX系列、Stratix系列以及Cyclone等。
Max+plusII是Altera提供的一个完整的EDA开发软件,可完成从设备输入、编译、逻辑综合、器件适配、设计仿真、定时分析、器件编程 《实现直接数字频率合成器的三种技术方案(第2页)》