AD9958高性能可雙路輸出的DDS器件

AD9958是Analog Devices公司生產(chǎn)的一款高性能、動態(tài)特性優(yōu)異、可雙路輸出的DDS器件，每路可單獨(dú)控制頻率，相位/幅度。這種靈活性可用于校正信號之間由濾波、放大等模擬處理或PCB布局失配而引起的不平衡問題。由于兩個(gè)通道共享一個(gè)公共系統(tǒng)時(shí)鐘，因此它們具有固有的同步性，可支持多個(gè)設(shè)備的同步。AD9958內(nèi)部集成了10 bit的輸出幅度控制，內(nèi)部工作頻率高達(dá)500 MHz，使其可產(chǎn)生最高頻率為250MHz的雙路信號。其內(nèi)部有許多用于控制輸出信號參數(shù)的控制寄存器，具有32位頻率調(diào)整分辨率、14位相位失調(diào)分辨率、10位輸出幅度可縮放分辨率，有增強(qiáng)數(shù)據(jù)吞吐率的串行SPI口?？晒ぷ饔诙喾N模式，支持單頻信號模式(single-tone)、調(diào)制模式(modulation mode)、線性掃頻模式(linearsweep)以及混合信號模式?？梢詧?zhí)行高達(dá)16階的頻率、相位或幅度調(diào)制(FSK、PSK、ASK)。

　　1 AD9958的結(jié)構(gòu)

　　AD9958的串行I/O端口可支持多種配置，提供了極大的靈活性。與ADI公司以往DDS產(chǎn)品中提供的SPI工作模式類似，串行I/O端口提供SPI兼容工作模式。四個(gè)數(shù)據(jù)引腳(SDIO_0/SDIO_1/SDIO_2/SDIO_3)對應(yīng)串行I/O的四種可編程模式，從而提供了高靈活性。AD9958采用高級DDS技術(shù)，可在低功耗下提供高性能。這款器件集成了兩個(gè)具有卓越寬帶和窄帶SFDR性能的高速10bitDAC。每個(gè)通道均具有專用的32bit頻率調(diào)諧字、14bit相位偏移和10bit輸出比例乘法器。DAC輸出以電源電壓為參考源，必須經(jīng)由電阻或AVDD中心抽頭變壓器連接到AVDD。每個(gè)DAC均具有各自的可編程基準(zhǔn)源，用于實(shí)現(xiàn)每個(gè)通道不同的滿量程電流。當(dāng)使用REF_CLK作為輸入，并由DAC提供輸出時(shí)，這款DDS可用作高分辨率分頻器。兩個(gè)通道共用REF_CLK輸入源，REF_CLK輸入源可被直接驅(qū)動，或與高達(dá)最大值500MSPS的內(nèi)置REF_CLK乘法器(PLL)配合使用。 PLL倍增因數(shù)的可編程范圍為4～20，步進(jìn)為整數(shù)。REF_CLK輸入還具有振蕩電路，可將外部晶振用作REF_CLK源，晶振的頻率必須在20 MHz與30 MHz之間，晶振可與REF_CLK乘法器配合使用。

　　AD9958采用節(jié)省空間的56引腳LFCSP封裝。DDS內(nèi)核(AVDD和DVDD引腳)采用1.8 V電源供電。數(shù)字I/O接口(sPI)在3.3 V電壓下工作，并需要將DVDD_I/O引腳(引腳49)連接至3.3 V電壓。AD9958可在-40℃～+85℃的工業(yè)溫度范圍內(nèi)工作。

　　AD9958的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要特性如下：

　　*兩個(gè)500 MSPS同步DDS通道

　　*所有通道之間獨(dú)立的頻率/相位/幅度控制

　　*頻率、相位和幅度變化時(shí)的延時(shí)匹配

　　*卓越的通道間隔離

　　*線性頻率/相位/幅度掃描功能

　　*高達(dá)16階頻率/相位/幅度調(diào)制(引腳選擇)

　　*內(nèi)置兩個(gè)10 bit數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)

　　其主要應(yīng)用在以下幾方面：

　　*捷變本振(ALO)頻率合成

　　*相控陣?yán)走_(dá)/聲納

　　*儀器儀表

　　*同步時(shí)鐘

　　*用于AOTF(聲光可調(diào)濾波器)的RF源

　　*單邊帶抑制載波

　　*正交通信

　　2 引腳說明

　　AD9958采用56腳LFCSP封裝，其引腳圖如圖2所示，其主要引腳功能如下：

　　SYNC_IN：同步多片AD9958的輸入信號，使用時(shí)與主器件AD9958的SYNC_OUT相連;

　　SYNC_OUT：同步多片AD9958的輸出信號，使用時(shí)與從器件AD9958的SYNC_IN相連;

　　MASTER_RESET：復(fù)位引腳，高電平有效;

　　PWR_DWN_CTL：電源掉電控制引腳;

　　CH0_IOUT、CH1_IOUT：通道0、1輸出端，無需上拉電阻，輸出范圍可達(dá)AVDD;

　　CH0_IOUT、CH1_IOUT：通道0、1互補(bǔ)輸出端，無需上拉電阻，輸出范圍可達(dá)AVDD;

　　DAC_RSET：DAC復(fù)位端，為DAC創(chuàng)建參考電流，通過一個(gè)1.91 kΩ的電阻接至AGND端;

　　REF_CLK、REF_CLK：參考時(shí)鐘或晶振輸入端;

　　CLK_MODE_SEL：振蕩器模式控制引腳，為1時(shí)使能振蕩器為REF_CLK源，為0時(shí)不使能;

　　LOOP_FILTER：與鎖相環(huán)環(huán)路濾波器的零點(diǎn)補(bǔ)償電路連接，此引腳與AVDD間串接一個(gè)0 Ω電阻和680pF電容。

　　P0，P1，P2，P3：調(diào)制數(shù)據(jù)引腳;

　　I/O_UPDATE：I/O口更新寄存器控制端，此引腳上升沿?cái)?shù)據(jù)從串口緩沖器送入寄存器。

　?。浩x端，低電平有效，允許多芯片共用SPI總線;

　　SCLK：I/O口讀寫時(shí)的串行數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸入端，上升沿寫操作，下降沿讀操作;

　　SDIO_0：專用串行I/O口引腳;

　　SDIO_1，SDIO_2，SDIO_3：用作串行I/O口引腳或初始化DAC輸出幅度增減量控制引腳;

　　SYNC_CLK：同步時(shí)鐘輸出引腳，為系統(tǒng)時(shí)鐘的4分頻。