一、AD9850简介
AD9850是美国AD公司采用先进的DDS技术,1996年推出的高集成度DDS频率合成器,采用CMOS工艺,其功耗在3.3V供电时仅为155mW,扩展工业级温度范围为-40~80℃,采用28脚SSOP表面封装形式。它内部包括可编程DDS系统、高性能DAC及高速比较器,能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器。接上精密时钟源,AD9850可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出。此正弦波可以直接作为信号源输出或者送入AD9850的高速比较器从而得到方波输出。AD9850接口控制简单,可以用8位并行口或串行口直接输入频率、相位等控制数据。32位频率控制字,在125MHz时钟下,输出频率分辨率为0.029Hz,频率范围为0.1Hz~40MHz,幅值范围为0.2~1V。其引脚排列如图1所示,各引脚定义如下:
D0~D7(4-1,28-25):控制字并行输入,给内部寄存器装入40位控制数据,其中D7可做串行输入
DGND(5、24):数字地
DVDD(6、23):为内部数字电路提供电源(3.3V或5V)
W-CLK(7):控制字装入时钟,用于加载并行/串行的频率/相位控制字,上升沿有效FQ-UD(8):频率更新控制信号,时钟上升沿确认输入数据有效
FQ-UD(8):频率更新控制信号,时钟上升沿确认输入数据有效FREFCLOCK(9):外部参考时钟(有源晶振)输入,最高125MHz
AGND(10、19):模拟地
AVDD(11、18):为内部模拟电路提供电源(5V),可与数字电源共用
Rset(12):外接电阻,决定器件输出电流大小,典型值为3.9K
QOUT(13):内部比较器正向输出端(方波)
QOUT(14):内部比较器反向输出端(方波)VINN(15):内部比较器的负向输入端
VINP(16):内部比较器的正向输入端
DACBL(17):内部DAC外接参考电压端,可悬空
IOUTB(20):“互补”DAC输出
IOUT(21):内部DAC输出,争先电流输出端,一般用电阻接地以转换为正弦电压
RESET(22):复位端
可编程DDS系统的核心是相位累加器,它由一个加法器和一个N位相位寄存器组成,N一般位24~32。每来一个外部参考时钟,相位寄存器便以步长M递加。相位寄存器的输出与相位控制字相加后可输入到正弦查询表地址上。正弦查询表包含一个正弦波周期的数字幅度信息,每一个地址对应正弦波中0°~360°范围的一个相位点。查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号,然后驱动数模转换器(DAC)以输出模拟量,如图2所示。
二、AD9850原理
其内部原理结构如图3所示。
由此可见可见,AD9850主要组成有三部分:一是高度DDS内核,是AD9850的核心,包括相位寄存器、频率寄存器、相位累加器、波形ROM;二是接口电路,即输入寄存器,用于接收单片机送来的40bit数据;三是模拟电路部分,即DA转换器及比较器。