寬帶阻抗測量儀的設(shè)計(jì)--信號發(fā)生電路設(shè)計(jì)

現(xiàn)在流行的DDS產(chǎn)品以Analog Devices公司的最多，主要有AD7008、AD9830~AD9835、AD9850~AD9854等十幾種芯片，形成了從0-120MHz的寬輸出頻率范圍系列。

ADI公司的DDS產(chǎn)品具有高性能和集成了多功能，是市場上極具競爭力的小封裝解決方案，并具有極高的性價(jià)比。本論文的方案使用Analog Devices公司推出的新一代DDS芯片AD9858，該芯片除了DDS內(nèi)核電路以外還集成了其它高性能的功能部件，此外與其它的DDS芯片相比還具有很多優(yōu)勢，下面就對這個(gè)芯片做一介紹。

AD9858是ADI公司推出的一種高性能新型DDS芯片，具有1GSPS(千兆次取樣/秒)速率、10位D/A轉(zhuǎn)換器、快速頻率跳躍和精細(xì)分辨率功能的單片DDS解決方案。

AD9858比先前的解決方案速度快三倍而功耗卻未增加，和其它高速DDS產(chǎn)品不同，AD9858內(nèi)部集成了DAC、相位/頻率檢測器和電荷泵，能滿足設(shè)計(jì)者低相位噪音、低虛假能量、快速頻率轉(zhuǎn)換和寬帶寬線性掃描的要求。其主要性能指標(biāo)如下：1.具有1千兆次/秒的采樣速率;2.集成有10位D/A轉(zhuǎn)換器;3.具有單音、頻率掃描及全睡眠三種操作模式;4.具有良好的動態(tài)性能：在360MHz輸出時(shí)仍有50dBc SFDR(無雜散動態(tài)范圍);5.具有4套32位可編程頻率寄存器，14位可編程相位寄存器;6.內(nèi)含一個(gè)32位控制字寄存器、一個(gè)32位頻率增量改變字寄存器和一個(gè)16位單頻點(diǎn)持續(xù)時(shí)間字寄存器;7.集成有2GHz的混頻器;8.有簡化的控制接口：10MHz的串行兩線或三線外圍接口及100MHz的8位并行端口;9.具有多路低功耗功能;可采用單端或差分參考時(shí)鐘輸入。

AD9858在內(nèi)部時(shí)鐘頻率為1GHz時(shí)，其輸出信號最高頻率可達(dá)到400MHz，頻率分辨率低于0.1Hz，頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間最小值約0.0067μs，這些指標(biāo)完全能滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，因此采用該DDS芯片作為信號發(fā)生電路的核心器件。

3.1.4總體設(shè)計(jì)框圖

信號源的框圖如圖3-2所示。

信號源輸出為正弦波形，頻率、幅度可數(shù)控?？煽貢r(shí)鐘信號發(fā)生器NBC12439主要是為AD9858提供參考時(shí)鐘，其最大輸出為800MHz的時(shí)鐘信號(AD9858可以輸入高達(dá)1GHz的時(shí)鐘信號)。通過對AD9858寫入不同的控制字使AD9858輸出的掃頻信號頻率滿足不同情況下的測試要求。

一般情況下，AD9858輸出信號的幅度范圍不夠，需對信號進(jìn)行放大，放大電路的設(shè)計(jì)較為簡單，為了便于對輸出信號的功率控制使用了可控增益放大器，易于數(shù)字控制增益的大小;又因?yàn)樵陔娏?、通信等領(lǐng)域，所要求輸出信號的功率會比較高，普通的運(yùn)放難以達(dá)到要求，故使用射頻放大器來提升信號的輸出功率。

AD9858所產(chǎn)生的信號直接由器件內(nèi)部的DAC輸出，內(nèi)部不含低通濾波器，故要對其輸出信號進(jìn)行濾波處理。