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AD9854

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AD9854數字合成器是高集成度的器件，它采用先進的DDS技術，片內整合了兩路高速、高性能正交D/A轉換器通過數字化編程可以輸出I、Q兩路合成信號。

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基于AD9854的正交掃頻信號源設計

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AD9854簡介

　　AD9854數字合成器是高集成度的器件，它采用先進的DDS技術，片內整合了兩路高速、高性能正交D/A轉換器通過數字化編程可以輸出I、Q兩路合成信號。在高穩定度時鐘的驅動下，AD9854將產生一高穩定的頻率、相位、幅度可編程的正弦和余弦信號，作為本振用于通信，雷達等方面。AD9854的DDS核具有48位的頻率分辨率（在300M系統時鐘下，頻率分辨率可達1uHZ）。輸出17位相位截斷保證了良好的無雜散動態范圍指標。AD9854允許輸出的信號頻率高達150MHZ，而數字調制輸出頻率可達100MHZ。通過內部高速比較器正弦波轉換為方波輸出，可用作方便的時鐘發生器。

AD9854百科

　　特點

　　器件有兩個14位相位寄存器和一個用作BPSK操作的引腳。對于高階的PSK調制，可通過I/O接口改變相位控制字實現。具有改進DDS結構的12位I和Q通道D/A轉換器可以提供較大的帶寬并有較好的窄帶無雜散動態范圍（SFDR）。如果不使用Q通道的正交功能，它還可以通過配置，由用戶編程控制D/A轉換。當配置高速比較器時，12位D/A輸出的方波可以用來做時鐘發生器。它還有兩個12位數字正交可編程幅度調制器，和通斷整形鍵控功能，并有一個非常好的可控方波輸出。同時脈沖調制功能在寬帶掃頻中也有重要應用。AD9854的300M系統時鐘可以通過4X和20X可編程控制電路由較低的外部基準時鐘得到也可以通過單端或差分輸入。AD9854還有單腳輸入的常規FSK和改進的斜率FSK輸出。AD9854采用先進的0.35微米COMS工藝在3.3V單電源供電的情況下提供強大的功能。

　　封裝

　　AD9854采用節省空間的80腳LQFP表面裝配封裝和改進散熱的AD9854供電：3.3V（5V轉3.3V）MBR360：肖特基二極管

　　AD9854調試心得

　　上次做了個幾十M的DDS掃頻項目，相關的設計過程也寫到壇子里了。當時選擇的DDS芯片是AD9851，該芯片的最高時鐘頻率是180M，在DA的零階保持電路影響下，輸出的幅頻特性不好，高頻段功率跌的厲害。雖說勉強滿足設計要求，但是本著殺人須見血，救人須救徹的精神，又改了一次版，將DDS芯片換成了時鐘頻率為300M的AD9854，這次，就和壇子里的眾童鞋分享下調試AD9854的酸甜苦辣。

　　首先我們來看看AD9854這個片子，不看不知道，一看嚇一跳，幾十元的片子，能輸出PSK，FSK，LFM等各種調制信號，自帶多路同步功能，IQ正交輸出，功能挺全，寬帶的無雜散動態能到50dB，雖說差點事，但也夠用了。這個項目中，只用來出連續波，所以datasheet里很多內容都忽略了，先來張近照和測試的結果吧

　　帶內看起來是比較平坦的，1dB以內的起伏

　　下面總結下調試過程中遇到的問題：

　　1. AD9854打寄存器有并行和串行時序兩種方式，這兩種方式是通過S/P這個引腳切換的，當其為高時為并行時序，低時為串行時序，這個需注意；

　　2. AD9854有個update信號，干什么用的呢？其實當我們通過串口或并口給DDS打數時，先是送到了IO_BUFFER里面，然后靠一個update信號送給DDS的核，才完成了控制字的真正寫入。接下來的部分有點繞了，我說的啰嗦一點：這個update信號可以是外部輸入的，也可以是內部生成的，這個是通過改變控制寄存器的某個控制位達到的，上電之后默認是內部生成的，內部怎么生成呢，他是讓一個計數器倒計時，計時到0之后輸出一個更新脈沖，這個計數器的初始值也是通過一個寄存器寫入的。一般來講，大家喜歡自己輸入UPDATE脈沖，或者至少需要調整計數器初始值讓這個脈沖輸出周期滿足自己的時序需求。那么這就陷入了一個雞生蛋核蛋生雞的怪圈：我要讓update信號滿足我的時序要求，就要寫入寄存器，要寫入寄存器就需要滿足我時序要求的UPDATE信號，而系統默認的內部update信號，周期是固定的，但是會在你需要的時候出現嗎，不知道！這時候有人提出了一種解決辦法，不可否認邏輯上是很嚴謹的，那就是這個系統內部默認的update信號一定是外部提供系統時鐘的時候才會按照默認周期出現的，而IO口線的串行或者并行操作是不需要系統時鐘的，那么先將提供系統時鐘的晶振暫停，等到IO操作完畢后再提供晶振，那么一定是滿足時序的。這樣就需要一個帶使能開關的晶振，想來想去怎么會有如此不人性化的芯片，簡直比“證明你爸是你爸”還要不人性。經過本人的實驗，這個步驟是多余的，第一次寫入寄存器，不管進行調整成外部更新脈沖還是調整內部更新脈沖周期的寄存器操作，默認的內部UPDATE信號會合適的把寄存器內容打入內核的，具體內部操作原理咱不清楚，但是ADI的設計人員顯然考慮到了這一點。值得注意的是，update信號是可以通過一個管腳輸出的，通過改變內部計數器的數值觀察update信號周期是否相應改變是一個判斷AD9854芯片是否正常的一個重要手段。

　　3. 調試過程中遇到過這樣一個問題，比如當需要輸出50M信號的時候，在頻譜上不止50M有輸出，附近還有一片頻譜。當時看到這個情況的時候第一眼是覺得這個信號是被脈沖調制了，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，最終發現原來是因為芯片外部的環路濾波的電容值不對，這個芯片對輸入的晶振可以倍頻的，這樣可以實現外部提供較低頻率實現較高頻率的信號輸出，而這個倍頻是通過鎖相實現的，鎖相的環路濾波需要在外部提供，當電容值不合適時，鎖相環失瑣，就造成了上述問題。

　　4. 剛才說到可以通過改變內部計數器的數值觀察update信號周期是否相應改變是一個判斷AD9854芯片是否正常，其實還有一個更簡單粗暴的手段，就是用手摸，AD9854功耗較大，發熱很厲害，看看下面的圖吧，電流630ma，還沒開反sinc函數濾波器，開了之后電流還會增加接近一倍。用手摸摸吧，聞到烤肉味就對了。

　　總的來說，這個芯片調試過程還是比較簡單的，仔細看datasheet，應該能解決絕大多數問題，當然我沒有用各種調制等復雜功能，本文就當拋磚引玉了，歡迎各位指導。

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