AD9959簡(jiǎn)化測(cè)控通信系統(tǒng)中多路DDS之間信號(hào)同步設(shè)計(jì)
北京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院 羅鵬 趙琦
引言
近年來(lái),為了提高信息傳輸速率,增強(qiáng)通信抗干擾能力,飛行器測(cè)控通信系統(tǒng)巳從統(tǒng)一載波體制向擴(kuò)頻統(tǒng)一測(cè)控通信體制發(fā)展。但是,這種寬帶擴(kuò)頻測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用使得同步設(shè)計(jì)成為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn),尤其對(duì)于多頻率源系統(tǒng),信號(hào)之間的嚴(yán)格同步更為困難。一般情況下,為了獲得多路DDS的同步,設(shè)計(jì)者往往會(huì)使用多種手段對(duì)參考時(shí)鐘、數(shù)據(jù)刷新、鎖相倍頻等步驟小心處理,這樣不但耗費(fèi)了大量的精力物力,而且效果往往不盡如人意。
美國(guó)ADI公司推出的高性能4通道直接數(shù)字式頻率合成器AD9959,在單芯片上集成了4個(gè)獨(dú)立的DDS核,通過(guò)一個(gè)公用參考頻率內(nèi)部同步4個(gè)DDS通道,避免了多個(gè)DDS同步過(guò)程中由于器件特性差異造成同步困難的問(wèn)題,在降低同步設(shè)計(jì)難度的同時(shí),還提供了靈活的控制能力。
AD9959
AD9959是美國(guó)ADI公司的多通道DDS器件,內(nèi)部包含4個(gè)同步的10bit 500MHz DDS。每個(gè)DDS通道擁有獨(dú)立的32bit頻率分辨率控制、14bit相位偏移控制及10bit輸出幅度控制,輸出絳過(guò)10bitDAC轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)。采用這種獨(dú)立控制方式便于校正模擬濾波、放大或PCB布線引起的I／Q信號(hào)失配。AD9959擁有16級(jí)幅度、頻率或相位調(diào)制(ASK、FSK、PSK),支持線性掃頻、掃相、掃幅等功能,具有良好的寬帶、窄帶無(wú)雜散噪聲(SFDR)性能。高速串行I／O端幾兼容早期ADIDDS產(chǎn)品的SPI串行通信方式,通過(guò)4個(gè)串行數(shù)據(jù)引腳SDIO[3..O]可方便對(duì)芯片進(jìn)行編程操作,具有良好的多通道同步性能。亦可采用菊花鏈方式用一個(gè)主控芯片(DSP或FPGA)同步多個(gè)AD9959器件以獲得更多同步DDS通道。AD9959內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
AD9959內(nèi)部的每個(gè)DDS通道部擁有獨(dú)立的32bit相位累加器和相位-幅度轉(zhuǎn)換器。當(dāng)相位累加開始計(jì)時(shí)并且相位增量(頻率調(diào)諧字FTW)大于0時(shí),相位累加器的輸出數(shù)據(jù)作為波形存儲(chǔ)器的取樣地址,輸出數(shù)字化的正弦波形(梯形正弦波)。相位一幅度裝換器同時(shí)將相位信息通過(guò)運(yùn)算轉(zhuǎn)化為幅度信息。每個(gè)通道的輸出頻率(fo)是相位累加器翻轉(zhuǎn)率的函數(shù)。頻率、相位及幅度關(guān)系由下面的公式表示：
fs表示系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率,FTW為頻率調(diào)諧字,232表示相位累加器的容量。
AD9959具有多種工作模式：?jiǎn)晤l(SingleTone)、調(diào)制(Modulation)和線掃(Linear Sweep)3種模式。AD9959串行I／O提供多種配置工作方式,串口兼容ADI早期DDS采用的SPI串行方式。
