AD9854數(shù)字合成器是高集成度的器件,它采用先進(jìn)的DDS技術(shù),片內(nèi)整合了兩路高速、高性能正交D/A轉(zhuǎn)換器通過數(shù)字化編程可以輸出I、Q兩路合成信號(hào)。在高穩(wěn)定度時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下,AD9854將產(chǎn)生一高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度可編程的正弦和余弦信號(hào),作為本振用于通信,雷達(dá)等方面。
AD9854的DDS核具有48位的頻率分辨率(在300M系統(tǒng)時(shí)鐘下,頻率分辨率可達(dá)1uHZ)。輸出17位相位截?cái)啾WC了良好的無雜散動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)。AD9854允許輸出的信號(hào)頻率高達(dá)150MHZ,而數(shù)字調(diào)制輸出頻率可達(dá)100MHZ。通過內(nèi)部高速比較器正弦波轉(zhuǎn)換為方波輸出,可用作方便的時(shí)鐘發(fā)生器。
ad9854項(xiàng)目
該項(xiàng)目是個(gè)掃頻源項(xiàng)目,要求25M-70M掃頻輸出,1M步進(jìn),3MS完成轉(zhuǎn)換,30dB以上的雜散,相噪無硬性要求。說到這里大家看出來了,這是個(gè)功能性的項(xiàng)目,對(duì)指標(biāo)的要求是比較低的。
那么,直接上DDS吧,選一款DDS芯片再說,…。.AD9851??
呃,這是個(gè)什么鬼呢,datasheet的general description部分說了,帶高精度DA轉(zhuǎn)換器和比較器,可用作頻率綜合器和時(shí)鐘產(chǎn)生器哦親,32bit頻率控制字,0.04Hz精度,最大180M參考時(shí)鐘哦親,內(nèi)部還帶6倍頻器哦親,哎,真是居家旅行必備神器啊,好吧那就是你了。
控制部分就簡(jiǎn)單了,51就搞定了。直接上圖吧
上面就是控制板的PCB
為什么要做成兩塊板子呢,因?yàn)樽鲋坝X得單片機(jī)的12M晶振諧波可能比較大,做一塊板子的話怕泄露比較厲害,落到輸出帶內(nèi),形成比較嚴(yán)重的雜散,做完之后發(fā)現(xiàn),這個(gè)問題就好像小時(shí)候糾結(jié)是上北大還是上清華一樣,想多了!
DDS核心板,主要是DDS+低通濾波器,低通濾波器怎么辦呢,上ADS仿一個(gè)吧,F(xiàn)ILTERDESIGN GUIDE還是好用的,下面是個(gè)仿真的響應(yīng),湊合著用吧
DDS板的PCB
再來一個(gè)全家福
好,大功告成。最后,看看測(cè)試結(jié)果吧,先看個(gè)25M的,這個(gè)點(diǎn)雜散就比較好了,但是二階,三階諧波就比較大
再來個(gè)41M的,雜散一片
下面總結(jié)下調(diào)試過程中遇到的問題:
1. AD9854打寄存器有并行和串行時(shí)序兩種方式,這兩種方式是通過S/P這個(gè)引腳切換的,當(dāng)其為高時(shí)為并行時(shí)序,低時(shí)為串行時(shí)序,這個(gè)需注意;
2. AD9854有個(gè)update信號(hào),干什么用的呢?其實(shí)當(dāng)我們通過串口或并口給DDS打數(shù)時(shí),先是送到了IO_BUFFER里面,然后靠一個(gè)update信號(hào)送給DDS的核,才完成了控制字的真正寫入。接下來的部分有點(diǎn)繞了,我說的啰嗦一點(diǎn):這個(gè)update信號(hào)可以是外部輸入的,也可以是內(nèi)部生成的,這個(gè)是通過改變控制寄存器的某個(gè)控制位達(dá)到的,上電之后默認(rèn)是內(nèi)部生成的,內(nèi)部怎么生成呢,他是讓一個(gè)計(jì)數(shù)器倒計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)到0之后輸出一個(gè)更新脈沖,這個(gè)計(jì)數(shù)器的初始值也是通過一個(gè)寄存器寫入的。一般來講,大家喜歡自己輸入U(xiǎn)PDATE脈沖,或者至少需要調(diào)整計(jì)數(shù)器初始值讓這個(gè)脈沖輸出周期滿足自己的時(shí)序需求。
那么這就陷入了一個(gè)雞生蛋核蛋生雞的怪圈:我要讓update信號(hào)滿足我的時(shí)序要求,就要寫入寄存器,要寫入寄存器就需要滿足我時(shí)序要求的UPDATE信號(hào),而系統(tǒng)默認(rèn)的內(nèi)部update信號(hào),周期是固定的,但是會(huì)在你需要的時(shí)候出現(xiàn)嗎,不知道!這時(shí)候有人提出了一種解決辦法,不可否認(rèn)邏輯上是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模蔷褪沁@個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部默認(rèn)的update信號(hào)一定是外部提供系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)候才會(huì)按照默認(rèn)周期出現(xiàn)的,而IO口線的串行或者并行操作是不需要系統(tǒng)時(shí)鐘的,那么先將提供系統(tǒng)時(shí)鐘的晶振暫停,等到IO操作完畢后再提供晶振,那么一定是滿足時(shí)序的。
這樣就需要一個(gè)帶使能開關(guān)的晶振,想來想去怎么會(huì)有如此不人性化的芯片,簡(jiǎn)直比“證明你爸是你爸”還要不人性。經(jīng)過本人的實(shí)驗(yàn),這個(gè)步驟是多余的,第一次寫入寄存器,不管進(jìn)行調(diào)整成外部更新脈沖還是調(diào)整內(nèi)部更新脈沖周期的寄存器操作,默認(rèn)的內(nèi)部UPDATE信號(hào)會(huì)合適的把寄存器內(nèi)容打入內(nèi)核的,具體內(nèi)部操作原理咱不清楚,但是ADI的設(shè)計(jì)人員顯然考慮到了這一點(diǎn)。值得注意的是,update信號(hào)是可以通過一個(gè)管腳輸出的,通過改變內(nèi)部計(jì)數(shù)器的數(shù)值觀察update信號(hào)周期是否相應(yīng)改變是一個(gè)判斷AD9854芯片是否正常的一個(gè)重要手段。
3. 調(diào)試過程中遇到過這樣一個(gè)問題,比如當(dāng)需要輸出50M信號(hào)的時(shí)候,在頻譜上不止50M有輸出,附近還有一片頻譜。當(dāng)時(shí)看到這個(gè)情況的時(shí)候第一眼是覺得這個(gè)信號(hào)是被脈沖調(diào)制了,檢查程序無此可能,后又懷疑芯片虛焊,重新焊接后問題仍然存在,最終發(fā)現(xiàn)原來是因?yàn)樾酒獠康沫h(huán)路濾波的電容值不對(duì),這個(gè)芯片對(duì)輸入的晶振可以倍頻的,這樣可以實(shí)現(xiàn)外部提供較低頻率實(shí)現(xiàn)較高頻率的信號(hào)輸出,而這個(gè)倍頻是通過鎖相實(shí)現(xiàn)的,鎖相的環(huán)路濾波需要在外部提供,當(dāng)電容值不合適時(shí),鎖相環(huán)失瑣,就造成了上述問題。
4. 剛才說到可以通過改變內(nèi)部計(jì)數(shù)器的數(shù)值觀察update信號(hào)周期是否相應(yīng)改變是一個(gè)判斷AD9854芯片是否正常,其實(shí)還有一個(gè)更簡(jiǎn)單粗暴的手段,就是用手摸,AD9854功耗較大,發(fā)熱很厲害,看看下面的圖吧,電流630ma,還沒開反sinc函數(shù)濾波器,開了之后電流還會(huì)增加接近一倍。用手摸摸吧,聞到烤肉味就對(duì)了。
總的來說,這個(gè)芯片調(diào)試過程還是比較簡(jiǎn)單的,仔細(xì)看datasheet,應(yīng)該能解決絕大多數(shù)問題,當(dāng)然我沒有用各種調(diào)制等復(fù)雜功能,本文就當(dāng)拋磚引玉了
評(píng)論
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