DDS芯片知多少？-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯DDS芯片知多少？-基礎(chǔ)電子1直接數(shù)字頻率合成器（DDS）是如何工作的？

DDS至少包括帶相位調(diào)制器的數(shù)字控制振蕩器（NCO）、將相位信息轉(zhuǎn)換為幅度的模塊，以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）三個(gè)部分。在DAC之前可能還會(huì)有一個(gè)同相/正交（I/Q）調(diào)制器。

下面介紹DDS的工作原理。在模擬域的正弦波中，單個(gè)頻率fa,的相位角以下面的速度旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定角度：

ω=Δphase/Δt=2πfa,

相位角相對(duì)于時(shí)間的變化與正弦波頻率呈線性關(guān)系，在每個(gè)正弦波周期結(jié)束時(shí)相位角為0。在數(shù)字域，上述方程式中的Δt為采樣時(shí)鐘頻率fs的倒數(shù)，這表明對(duì)任何給定的采樣：

fa=Δphase*fs/2π

DDS中的相位累加器生成輸出信號(hào)的相位信息，它通常基于一個(gè)32位的頻率調(diào)節(jié)字（FTW），代表了Δphase。顯然，32位的FTW能夠保證DDS輸出頻率的高分辨率。通過(guò)另外的相位寄存器累加相位偏移量來(lái)完成相位調(diào)制。

這個(gè)相位信息直接映射為輸入字決定的頻率的幅度信息，然后DDS中的一個(gè)模塊將相位信息轉(zhuǎn)換為幅度值。

傳統(tǒng)上由保存在內(nèi)存中的正弦/余弦查找表來(lái)完成這項(xiàng)任務(wù)。為控制查找表的大小，并不是FTW中所有的位都被用于查找表，盡管它們可在選擇fa上提供高分辨率。該模塊的輸出為DAC的輸入，DAC則產(chǎn)生一個(gè)幅度序列，然后由低通濾波器對(duì)DAC的輸出進(jìn)行平滑處理。

2DDS有什么優(yōu)勢(shì)？

DDS的數(shù)字本質(zhì)能提供高度的靈活性、重復(fù)性和度。由于輸出由數(shù)字計(jì)算得到，所以只要參考時(shí)鐘穩(wěn)定，輸出結(jié)果不會(huì)隨時(shí)間變化發(fā)生偏移。如果仔細(xì)做好頻率規(guī)劃，DDS還能提供的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）。

3哪些應(yīng)用采用DDS技術(shù)？

DDS初被用于可調(diào)諧的本振和信號(hào)發(fā)生器，以實(shí)現(xiàn)各種調(diào)制。的DDS芯片除了上述用途外，還被用于醫(yī)學(xué)成像、單邊帶載波抑制調(diào)制、相控雷達(dá)和聲納應(yīng)用、時(shí)鐘源，以及聲光可調(diào)諧濾波器（AOTF）。

AOTF是一種固態(tài)電子可調(diào)諧光帶通濾波器，它使得從多譜線或?qū)拵Ч庠粗刑崛我徊ㄩL(zhǎng)成為可能。施加在AOFT轉(zhuǎn)換器上的RF信號(hào)的頻率控制輸出光的波長(zhǎng)，RF信號(hào)的振幅則控制光的強(qiáng)度。

直接數(shù)字頻率合成器的基本組成部分，每部分都給出了代表性的波形

4單片集成電路DDS芯片的發(fā)展歷程是什么？

雖然DDS技術(shù)至少?gòu)纳鲜兰o(jì)70年代開(kāi)始就已在使用，但在上世紀(jì)90年代中期以前，它一直采用多芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。慢且昂貴的元件（DAC）限制了它的性能?？顔涡酒珼DS出現(xiàn)于1994年，它們將DAC與其它電路集成在一起，簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)過(guò)程并降低了成本。

5DDS芯片有什么不同特性？

如今，具有72dB通道隔離度的雙通道芯片和具有65dB通道隔離度的四通道芯片已經(jīng)上市。它們的時(shí)鐘快可達(dá)500Msps，能提供以116MHz為步長(zhǎng)、從DC到200MHz的頻率輸出。（由于諧波與時(shí)鐘的帶內(nèi)混疊較難濾除，所以fmax略低于Nyquist準(zhǔn)則。）直接數(shù)字頻率合成器的基本組成部分，每部分都給出了代表性的波形。

在架構(gòu)上正在用算法替代查找表，從而更加有效地將相位信息轉(zhuǎn)換為幅度信息。新的特性能夠?qū)λ型ǖ赖恼穹?、頻率和相位信息同步加載。

這些芯片的性能更好、SFDR更高，并且FTW的更新速度也更快。在速度快的新IC中，F(xiàn)TW能夠在50ns內(nèi)更新，比以前的芯片快32倍。雖然如此，芯片的功耗卻更低，在多通道DDS芯片中，每通道功耗降低至165mW左右。

這些芯片能夠針對(duì)兩級(jí)直接調(diào)制、線性掃描或單音信號(hào)生成的任意組合進(jìn)行編程，且不受引腳限制。在一定的限制條件下，也可以同時(shí)進(jìn)行4級(jí)、8級(jí)和16級(jí)調(diào)制。

另外，還可選擇對(duì)幅度、頻率或相位進(jìn)行調(diào)制。漸變特性使得在調(diào)制數(shù)據(jù)序列的前后實(shí)現(xiàn)幅度的漸變。此外，可以對(duì)幅度、頻率或相位的兩點(diǎn)之間的掃描進(jìn)行步長(zhǎng)控制。

6DDS芯片還有什么其它新的功能？

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