常見的單通道直接數(shù)字頻率合成器（DDS）產(chǎn)生相位連續(xù)的頻率轉(zhuǎn)換，如圖1所示。然而，在用于醫(yī)學(xué)和材料分析的相干脈沖多普勒雷達(dá)和NMR/MRI波譜等應(yīng)用中，相位相干躍遷是首選。本文演示如何通過對DDS輸出求和，將AD9958/AD9959多通道DDS配置為魯棒型相干頻移鍵控（FSK）調(diào)制器。

多通道DDS幾乎消除了同步多個(gè)單通道器件時(shí)遇到的通道間溫度和時(shí)序問題。多通道DDS輸出雖然獨(dú)立，但共享相同的系統(tǒng)時(shí)鐘，因此與多個(gè)單通道器件的輸出相比，它們能夠更好地跟蹤溫度和電源偏差。因此，多通道DDS更適合在求和輸出處產(chǎn)生相位相干頻率轉(zhuǎn)換。

圖1.相位連續(xù)和相位相干頻率轉(zhuǎn)換。

電路說明

AD9520時(shí)鐘分配器件采用高性能參考時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)AD9958 DDS，同時(shí)為FSK數(shù)據(jù)流的源提供相同的時(shí)鐘。AD9520提供多種輸出邏輯選擇和可調(diào)延遲，以滿足FSK數(shù)據(jù)流與多通道DDS SYNC_CLK之間的建立和保持時(shí)間。

AD9958的兩個(gè)獨(dú)立通道工作在預(yù)編程頻率F1和F2。將輸出連接在一起可以將它們相加。配置文件引腳驅(qū)動(dòng)每個(gè)DAC輸入端的乘法器以控制輸出幅度，打開或關(guān)閉通道輸出以選擇所需的頻率。為此，每個(gè)乘法器具有兩個(gè)預(yù)編程的配置文件可選設(shè)置，零量程和滿量程。配置文件引腳上的邏輯低電平關(guān)斷正弦波，而邏輯高電平將其傳遞到輸出。該操作需要兩個(gè)互補(bǔ)的輸入數(shù)據(jù)流在頻率之間交替。請注意，兩個(gè) DDS 通道連續(xù)生成 F1 和 F2。關(guān)斷功能使相應(yīng)的DDS輸出靜音，從而產(chǎn)生相位相干FSK信號(hào)。

圖2.相位相干FSK調(diào)制器的設(shè)置。

AD9959 4通道DDS產(chǎn)生的結(jié)果如圖3所示。它的兩個(gè)附加通道用作求和輸出端兩個(gè)開關(guān)頻率的相位參考，從而更容易演示相位相干開關(guān)。上跡線所示的求和輸出表現(xiàn)出相位相干開關(guān)。中間兩條跡線顯示參考信號(hào) F1 和 F2。底部跡線顯示了在兩個(gè)頻率之間進(jìn)行選擇的偽隨機(jī)序列 （PRS） 數(shù)據(jù)流。請注意，由于器件內(nèi)的流水線延遲，PRS數(shù)據(jù)流的邊沿與求和輸出的頻率轉(zhuǎn)換不完全對齊。

圖3.測量的相位相干FSK躍遷。

圖4所示為同樣由AD9959生產(chǎn)的相位連續(xù)FSK開關(guān)示例。這種類型的操作需要較少的帶寬，但不在轉(zhuǎn)換之間保持相位記憶。

圖4.測量的相連續(xù)FSK躍遷。

ADI公司提供各種直接數(shù)字頻率合成器、時(shí)鐘分配芯片和時(shí)鐘緩沖器，以構(gòu)建基于DDS的時(shí)鐘發(fā)生器。

多通道、10位、500MSPS直接數(shù)字頻率合成器

2通道AD9958（圖5）和4通道AD9959直接數(shù)字頻率合成器（DDS）包括2/4個(gè)10位、500 MSPS電流輸出DAC。所有通道共享一個(gè)公共系統(tǒng)時(shí)鐘，提供固有的同步;互連多個(gè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)更高的通道數(shù)。獨(dú)立控制每個(gè)通道的頻率、相位和幅度，使器件能夠校正與系統(tǒng)相關(guān)的失配。所有參數(shù)都可以線性掃描;或者可以選擇 16 個(gè)電平進(jìn)行 FSK、PSK 或 ASK 調(diào)制。輸出正弦波調(diào)諧具有 32 位頻率分辨率、14 位相位分辨率和 10 位幅度分辨率。AD9958/AD9959采用1.8 V內(nèi)核電源供電，外加3.3 V I/O電源以實(shí)現(xiàn)邏輯兼容性，所有通道開啟時(shí)的功耗為315 mW/540 mW，省電模式下功耗為13 mW。器件的額定溫度范圍為–40°C至+85°C，采用56引腳LFCSP封裝。

圖5.AD9958功能框圖

時(shí)鐘發(fā)生器具有 12 個(gè) LVPECL/24 CMOS 輸出

AD9520-x時(shí)鐘發(fā)生器（圖6）從單個(gè)基準(zhǔn)頻率獲得多達(dá)12個(gè)LVPECL或24個(gè)CMOS時(shí)鐘。該器件將完整的PLL與VCO、可編程分頻器和可配置輸出緩沖器集成在一起，具有亞皮秒級(jí)抖動(dòng)。四個(gè)選項(xiàng)提供中心頻率范圍為 1.45 GHz 至 2.95 GHz 的片上 VCO;第五種選擇采用外部 VCO 工作，頻率高達(dá) 2.4 GHz。 這些器件接受一個(gè)差分或兩個(gè)單端基準(zhǔn)電壓源，頻率高達(dá) 250 MHz，提供四組三個(gè) LVPECL 時(shí)鐘，頻率高達(dá) 1.6 GHz。 分頻比為 1 至 32 的可編程分頻器設(shè)置每組的輸出頻率和粗略延遲。每個(gè)LVPECL輸出可以重新配置，以提供兩個(gè)250 MHz CMOS輸出。AD9520-x采用3.3 V單電源供電，最大功耗為1.5 W;獨(dú)立的輸出驅(qū)動(dòng)器和電荷泵電源可用于實(shí)現(xiàn)邏輯兼容性，并支持具有擴(kuò)展調(diào)諧范圍的VCO。該器件采用 64 引腳 LFCSP 封裝，額定溫度范圍為 –40°C 至 +85°C，千秒售價(jià)為 12.65 美元。

圖6.AD9520功能框圖

審核編輯：郭婷