ad9854工作原理介绍

ad9854 是analog device 公司新近推出的高性价比dds 芯片,其超高的工作频率、方便灵活的外部接口方式、多样化的输出信号形式,使它可广泛用于捷变频本振频率合成、可编程时钟产生器、雷达线性调频信号源、电子测试设备等方面。
ad9854的特性如下:
a.300mhz的内部时钟:内部带有4倍到20倍的可编程倍频器。
b.内部12位正交双通道dac输出。
c.超高速内置比较器,可产生高稳定度的方波输出。
d.两个48位的可编程频率寄存器。
e.两个14位的可编程相位寄存器。
f.连个12位的可编程幅度控制寄存器和键控可编程幅度渐变开关功能。
g.单引脚fsk和psk控制接口。
h.线性调频或非线性调频信号输出,带hold控制引脚。
i.频率渐变的fsk输出。
j.自动双向频率扫面(锯齿波)输出。
k.简化的控制接口。
1)10mhz 2线或3线spi兼容串行接口;
2)1000mhz并行接口,8位数据总线,6位地址总线。
l.多种省电模式。
m.单端或双端差分时钟输入。
ad9854工作原理介绍 ad9854采用80脚lqfp封装,其内部共有40个8位的控制寄存器,分别用来控制输出信号频率、相位、幅度、步进斜率等,以及一些特殊控制位。下表给出了控制寄存器的分布情况。
ad9854能够产生多种形式的额输出信号,工作模式的选择是通过对控制寄存器ifh中的三个位(mode2、mode1、mode0)的控制来实现的。见下表。
事实上,除上述工作方式外,通过不同工作方式的组合控制,还可以产生更多的输出信号形式(例如,非线性调频信号)。下面分别予以介绍。
单频模式(singletone)
这是ad9854 复位后的缺省工作模式。输出频率由写入控制寄存器04h~09h 中的48位频率调谐字1(frequcncytuningword i--ftw) 决定,相位由控制寄存器 00h~01h中的14 位相位调谐字决定,1和q 通道的输出信号幅度可分别由控制寄存器21h~22h、23h~24h 中的两个12 位幅度调整控制字决定。此时,频率调谐字2 (ftw2,0ah~0dh)和相位调谐字2 (02h~03h) 不用。
频率调谐字(ftw)= (fout×2n) /fsysglk
其中,fout; 输出信号频率(0~fsysglk/2);
n,相位累加器的分辨率,这里是48位;
fsysglk,系统时钟。
值得注意的是,1和q 通道的输出在任何时侯都是正交的。另外,所有频率的改变都是相位连续的。
频移键控模式(fsk)
两个频率f1、f2 分别由ftw1和ftw2 中的值决定,输出哪个频率由pin29 的电平决定。pin29为“0“,输出f1; pin29为“i” 输出f2。
频率渐变fsk (rampedfsk)
ad9854 提供一种频率渐变的fsk 输出模式,可改善输出信号的带宽性能。其输出滤形与传统的fsk的差别见图1。
此时,频率由fl 到f2 的变化不是突变的,而是按一定的斜宰逐渐从f1变化到f2.该斜率由20 位的渐变速率时钟(ramp rate clock-rrc,1ah~1ch) 和48 位的频率步进字《(deta frequencyword--dfw,10h~15h) 寄存器中的值共同决定。
ftw1寄存器中置低频控制字,ftw2 寄存器中置高频控制字; rrc 寄存器中置渐变过程中每个中间频率的持续时间控制字。48 位的dfw 寄存器中的值决定了每次频率步进量。频率的上升或下降由pin29 上的电平决定。pin29 为“0”,上升: pin29 为“1“,下降。当到达终点频率后则停止渐变并保持该终点频率。
a.自动三角波形频率输出。若置位控制寄存器1fh 中的triangle 位,则无需pin29脚上的电平控制,ad9854就能按照rrc和dfw寄存器中的设置产生从fl 到f2,然后立刻再从f2到f1的锯齿形频率输出。
b.控制位clr acci (]fh 寄存器中): 当该位置“1”时,则停止现行的频率渐变过程,回到起始频率重新开始下一个渐变过程。
c.控制位clracc2( 1fh寄存器中): 该位置“1”时,ad9854输出直流信号(0hz)。
二位相移键控模式{bpsk)
这种工作方式的控制类似于fsk模式。两个输出相位p1和p2分别由两个14 位相位调整控制字寄存器(00h~0lh,02h~03h)决定; pin29上的电平决定用哪个作起始相位。输出信号的烦率由ftw1寄存器中的值决定。
相位分辨率=360度/2的14次方=0.022033691度
线性调频模式(fmchirp)
ad9854 按用户所要求的频率分辨率、调频斜率、扫频方向和频宰范围产生精确的线性或非线性调频信号。此时,寄存器ftwl 中装入的值决定起点频率; 频率步进量由寄存器dfw 决定; 中间频率持续时间由寄存器rrc 决定,pin29 为“保持(hoid)” 功能,高电平时.chirp 过程暂停,输出频率保持此前值不变,直至pin29 又重新变为低电平后,再以原来的斜率继续原chirp 过程。
需要注意的是,chirp 模式只规定了起点频率,而没有设定终点频率,所以需要由用户来决定何时停止该过程。若没有及时发出停止指令,频率会持续上升到fsysglk/2为止。

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