概述
AD9854 數(shù)字頻率合成器是一款高度集成的套件，該套件使用高級(jí) DDS 技術(shù)，外加兩個(gè)內(nèi)部高速、高性能正交 DAC，構(gòu)成可數(shù)字化編程的 I 和 Q 頻率合成器功能。在以精確時(shí)鐘源為基準(zhǔn)時(shí)，AD9854 可生成高度穩(wěn)定的頻率、相位和幅度可編程正弦和余弦輸出，在通信、雷達(dá)和許多其他應(yīng)用中用作捷變 LO。AD9854 的創(chuàng)新型高速 DDS 內(nèi)核提供 48 位頻率分辨率（使用 300 MHz SYSCLK 時(shí)，調(diào)諧分辨率為 1 μHz）。為相位-幅度轉(zhuǎn)換保持 16 位分辨率可確保出色的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍 (SFDR)。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD9854 CMOS 300 MSPS正交完整DDS技術(shù)手冊(cè).pdf

AD9854 的電路架構(gòu)允許以高達(dá) 150 MHz 的頻率生成同步正交輸出信號(hào)，并且能夠以高達(dá)每秒 1 億次的新頻率對(duì)這些輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化調(diào)諧。對(duì)于捷變時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)用，可以通過(guò)內(nèi)部比較器將（外部濾波的）正弦波輸出轉(zhuǎn)換為方波。此套件提供兩個(gè) 14 位相位寄存器和單個(gè)引腳用于 BPSK 操作。

對(duì)于更高階的 PSK 操作，可以將 I/O 接口用于相變。12 位 I 和 Q DAC 與創(chuàng)新型 DDS 架構(gòu)結(jié)合后，可以提供出色的寬帶和窄帶輸出 SFDR。如果不需要正交功能，則還可以將 Q DAC 配置為用戶可編程的控制 DAC。在配置有比較器的情況下，12 位控制 DAC 有助于在高速時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)靜態(tài)占空比控制。

兩個(gè) 12 位數(shù)字倍頻器允許對(duì)正交輸出進(jìn)行可編程幅度調(diào)制、開(kāi)/關(guān)輸出形狀調(diào)整鍵控和精密幅度控制。還包括線性調(diào)頻功能，以促進(jìn)實(shí)現(xiàn)寬帶寬掃頻應(yīng)用。AD9854 的可編程 4× 至 20× REFCLK 倍頻器電路可在內(nèi)部從較低頻率的外部基準(zhǔn)時(shí)鐘生成 300 MHz 的系統(tǒng)時(shí)鐘。這可省去用戶實(shí)施 300 MHz 系統(tǒng)時(shí)鐘源的費(fèi)用和困難。

直接 300 MHz 時(shí)鐘還適應(yīng)單端或差分輸入。支持斜升 FSK 的單引腳傳統(tǒng) FSK 和增強(qiáng)頻譜質(zhì)量。AD9854 使用高級(jí) 0.35 μm CMOS 技術(shù)，在使用單一 3.3 V 電源的情況下提供高級(jí)功能。

AD9854 與 AD9852 單信號(hào)音頻率合成器之間具有引腳兼容性。它可在 ?40°C 至 +85°C 的擴(kuò)展工業(yè)溫度范圍內(nèi)工作。

應(yīng)用

• 捷變正交 LO 頻率合成
• 可編程時(shí)鐘發(fā)生器
• 用于雷達(dá)和掃描系統(tǒng)的 FM 線性調(diào)頻源
• 測(cè)試與測(cè)量設(shè)備
• 商用和業(yè)余 RF 激勵(lì)器

特性

• 300 MHz內(nèi)部時(shí)鐘速率
• FSK、BPSK、PSK、線性調(diào)頻、AM操作
• 兩個(gè)集成式12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)
• 超高速比較器，均方根抖動(dòng)：3 ps
• 出色的動(dòng)態(tài)性能
  • 80 dB SFDR（AOUT為100 MHz，±1 MHz時(shí)）
• 4×至20×可編程參考時(shí)鐘倍頻器
• 兩個(gè)48位可編程頻率寄存器
• 兩個(gè)14位可編程相位偏移寄存器
• 12位可編程幅度調(diào)制和開(kāi)關(guān)輸出形鍵控功能
• 單引腳FSK和BPSK數(shù)據(jù)接口
• 通過(guò)輸入/輸出接口提供PSK功能
• 線性或非線性FM線性調(diào)頻功能，具有單引腳頻率保持功能
• 升頻FSK
• 在時(shí)鐘發(fā)生器模式下總抖動(dòng)<25 ps rms
• 自動(dòng)雙向頻率掃描
• Sin(x)/x校正
• 簡(jiǎn)化控制接口
  • 兼容10 MHz串行2線或3線SPI
  • 100 MHz并行8位編程
• 3.3 V單電源
• 多種關(guān)斷功能
• 單端或差分輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘
• 小型80引腳LQFP或TQFP封裝，帶裸露焊盤(pán)

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

典型應(yīng)用

工作原理

AD9854正交輸出數(shù)字合成器是一款高度靈活的器件，適用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。該器件由一個(gè)48位相位累加器、一個(gè)可編程參考時(shí)鐘乘法器、反混疊濾波器、數(shù)字乘法器、兩個(gè)12位/300 MHz數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、一個(gè)高性能模擬比較器以及接口邏輯組成。這款高度集成的器件可配置為合成本地振蕩器（LO）、靈活的時(shí)鐘發(fā)生器，或頻移鍵控/二進(jìn)制相移鍵控（FSK/BPSK）調(diào)制器。

如需了解該器件功能模塊的工作原理，請(qǐng)參閱模擬器件公司（Analog Devices）關(guān)于數(shù)字信號(hào)合成的技術(shù)教程。該教程包含器件的技術(shù)說(shuō)明、信號(hào)通過(guò)DDS的流程，以及各種數(shù)字合成實(shí)現(xiàn)的基本應(yīng)用信息。此文檔《數(shù)字信號(hào)合成技術(shù)教程》可在DDS技術(shù)文庫(kù)（DDS Technical Library）獲取，網(wǎng)址為www.analog.com/dds 。

工作模式

AD9854有五種可編程工作模式。要選擇一種模式，控制寄存器（并行地址1Eh）中的三位必須按表5所示進(jìn)行編程。

在每種模式下，某些功能可能會(huì)被禁用。表6列出了每種模式下的功能及其可用性。

單音模式（模式000）

這是默認(rèn)模式，當(dāng)主復(fù)位（MASTER RESET）引腳置位時(shí)生效。如果用戶在控制寄存器中對(duì)該模式進(jìn)行編程，也可以訪問(wèn)此模式。相位累加器負(fù)責(zé)生成輸出頻率，其值由頻率調(diào)諧字I寄存器提供的48位數(shù)值確定，這些寄存器的默認(rèn)值為0。其余適用寄存器的默認(rèn)值進(jìn)一步?jīng)Q定了單音輸出信號(hào)的特性。

主復(fù)位后的默認(rèn)值將器件配置為輸出頻率為0 Hz且相位為零的信號(hào)。在上電和復(fù)位時(shí)，I通道和Q通道DAC的輸出為直流值，等于中間刻度輸出電流。這是默認(rèn)的幅度設(shè)置0.0。有關(guān)輸出幅度控制的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱“輸出幅度鍵控（OSK）”部分。28個(gè)控制寄存器中的全部或部分必須進(jìn)行編程，才能產(chǎn)生用戶定義的輸出信號(hào)。

圖35展示了從默認(rèn)狀態(tài)（0 Hz）到用戶定義輸出頻率（F1）的轉(zhuǎn)換情況。