省電設(shè)計(jì)將 DDS 的靈活性擴(kuò)展到便攜式設(shè)備

在發(fā)展可編程模數(shù)的同時(shí)保持低功耗絕不是小事一樁。看起來很簡單，只要增加一些額外的邏輯來改造傳統(tǒng)的累加器，迫使它在新模數(shù)值時(shí)翻滾，但不要忘了，原來的DDS省電創(chuàng)新涉及到角度-旋轉(zhuǎn)算法，它正是基于累加器模數(shù)為2的冪這一情況而實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行的。當(dāng)累加器模數(shù)變?yōu)?的冪以外的值時(shí)，將無法使用省電的角度-旋轉(zhuǎn)算法。

累加器改進(jìn)的巧妙之處體現(xiàn)在兩方面。第一，它一方面允許模數(shù)變化，另一方面仍然滿足角度-旋轉(zhuǎn)算法的“2的冪”要求。第二，它在實(shí)現(xiàn)第一點(diǎn)的同時(shí)，將對(duì)雜散性能的影響降至最低程度。在圖2和圖3中，頻譜分析儀的掃描頻率范圍均為0～125MHz，AD9913以250MHz的采樣速率工作。圖2中，AD9913配置為傳統(tǒng)DDS，頻率調(diào)諧字為262160001(f0≈15.26MHz)，這是傳統(tǒng)DDS能夠?qū)崿F(xiàn)的最接近M/N=1000/16383的值。圖3則使用可編程模數(shù)設(shè)置。兩種情況的頻率差僅為大約0.00136Hz（約1MHz）。除了雜散成分略有不同外，兩條跡線看起來幾乎完全一致。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)DDS技術(shù)的調(diào)諧限制

圖3 AD9913的可編程模塊調(diào)諧能力

盡管功耗非常低，但AD9913并未減損波形發(fā)生能力，仍然能夠產(chǎn)生線性頻率或相位隨時(shí)間而以斜坡形式變化的波形。用戶設(shè)置起點(diǎn)和終點(diǎn)（頻率為32位，相位為14位）。兩個(gè)斜坡方向（從起點(diǎn)到終點(diǎn)和從終點(diǎn)到起點(diǎn)）的步長和步進(jìn)速率參數(shù)都是可以獨(dú)立編程的。利用這些控制參數(shù)和其他用戶控制的特性，可以產(chǎn)生多種多樣的調(diào)制輸出信號(hào)。圖4所示為波形發(fā)生能力的一個(gè)示例，顯示了頻率在6μs內(nèi)從1MHz掃描到10MHz的時(shí)域圖（6kHz步長、4ns間隔）。下方跡線的上升沿表示頻率掃描的起點(diǎn)。到達(dá)10MHz后，器件折回并保持1MHz，因此跡線非常清楚地顯示了頻率掃描的終點(diǎn)。

圖4 ADS9913掃頻產(chǎn)生的時(shí)域波形

AD9913也集成了參考時(shí)鐘乘法器，支持設(shè)計(jì)人員使用低頻時(shí)鐘源。除了直接利用高頻時(shí)鐘源來驅(qū)動(dòng)該器件外，設(shè)計(jì)人員還可以將低頻時(shí)鐘源或晶體諧振器與AD9913集成的PLL（1X至64X）頻率乘法器一起使用，產(chǎn)生所需的250 MHz內(nèi)部采樣時(shí)鐘。采樣直接時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，AD9913的參考時(shí)鐘(REFCLK)輸入端口接受差分或單端信號(hào)源。