高性能双通道DDS芯片AD9958及其应用_陈昶

介绍了高性能DDS 器件AD9958 的主要特点和内部结构, 简单描述了AD9958 用作直接频率合成器时输出单频 信号的控制方法。给出了利用89C51 系列单片机和AD9858 组成的双通道直接频率合成器的设计框图。结果表明以AD9958 作为核心部件设计的双通道直接频率合成器可以对通道间的不均衡进行校正, 也能够对多片AD9958 实现同步。

　　AD9958是 AnalogDevices公司生产的一款高性能、动态特性优异、可双路输出的 DDS器件， 每路可单独控制频率， 相位 /幅度。 这种灵活性可用于校正信号之间由滤波、放大等模拟处理或 PCB布局失配而引起的不平衡问题。 由于两个通道共享一个公共系统时钟， 因此它们具有固有的同步性， 可支持多个设备的同步。 AD9958内部集成了 10 bit的输出幅度控制， 内部工作频率高达 500 MHz， 使其可产生最高频率为 250 MHz的双路信号。 其内部有许多用于控制输出信号参数的控制寄存器， 具有 32 位频率调整分辨率、 14 位相位失调分辨率、 10位输出幅度可缩放分辨率， 有增强数据吞吐率的串行 SPI口。 可工作于多种模式， 支持单频信号模式（single-tone）、调制模式（modulationmode）、线性扫频模式（1inearsweep）以及混合信号模式。 可以执行高达 16 阶的频率、相位或幅度调制（FSK、PSK、ASK）。

　　1 AD9958的结构 AD9958的串行 I/O端口可支持多种配置， 提供了极大的灵活性。 与 ADI公司以往 DDS产品中提供的 SPI工作模式类似， 串行 I/O端口提供 SPI兼容工作模式。 四个数据引脚（SDIO 0/ SDIO 1/SDIO 2/SDIO 3）对应串行 I/O的四种可编程模式， 从而提供了高灵活性。 AD9958 采用高级 DDS 技术， 可在低功耗下提供高性能。 这款器件集成了两个具有卓越宽带和窄带 SFDR性能的高速 10 bitDAC。 每个通道均具有专用的 32 bit频率调谐字、14 bit相位偏移和 10 bit输出比例乘法器 。 DAC输出以电源电压为参考源， 必须经由电阻或 AVDD中心抽头变压器连接到 AVDD。 每个 DAC均具有各自的可编程基准源， 用于实现每个通道不同的满量程电流。 当使用 REF CLK作为输入， 并由 DAC提供输出时， 这款 DDS可用作高分辨率分频器。 两个通道共用 REF CLK 输入源， REF CLK输入源可被直接驱动， 或与高达最大值 500 MSPS的内置 REF CLK乘法器（PLL）配合使用。 PLL倍增因数的可编程范围为 4 ～ 20， 步进为整数。 REF CLK输入还具有振荡电路， 可将外部晶振用作 REF CLK源， 晶振的频率必须在 20 MHz与 30 MHz之间， 晶振可与 REF CLK乘法器配合使用。 AD9958采用节省空间的 56引脚 LFCSP封装。 DDS内核（AVDD和 DVDD引脚）采用 1.8 V电源供电。 数字 I/O 接口（SPI）在 3.3 V电压下工作， 并需要将 DVDD I/O引脚 （引脚 49）连 接至 3.3 V电 压。 AD9958 可 在 -40 ℃ ～ +85 ℃的工业温度范围内工作。