使用AD9850直接數(shù)字頻率合成(DDS) IC

　　有很多DDS芯片。 就拿ADI公司來(lái)說，這類芯片的范圍從簡(jiǎn)單、低速、低成本器件——比如AD9837(5MHz或16MHz時(shí)鐘)，價(jià)格約為2美元左右——到AD9914 3.5Gs/s這種售價(jià)超過180美元的產(chǎn)品。其中，有些產(chǎn)品用于函數(shù)發(fā)生器，有些用于測(cè)試和測(cè)量，而另一些用于RF頻率應(yīng)用。 通常情況下，它們的主要功能是產(chǎn)生正弦波;其主要優(yōu)勢(shì)是能夠非常快速地改變頻率，因?yàn)樗鼈兓谡也檎冶砗虳AC，而非PLL;它們的頻率捷變性較高。

　　互聯(lián)網(wǎng)上有一大堆便宜的AD9850板——比芯片本身還要便宜一大半! 雖然關(guān)于這點(diǎn)有很多理論試圖解釋，但最合理的就是，它們構(gòu)建得并不正確——使用的濾波器不對(duì)。 對(duì)于那些包含電路圖的產(chǎn)品而言，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)70MHz Elliptic七階濾波器，元件值直接來(lái)源于AD9851數(shù)據(jù)手冊(cè)。 然而，AD9851工作在180MHz，而AD9850僅工作在125MHz，因此采用AD9850數(shù)據(jù)手冊(cè)中所示的42MHz濾波器更合適。 這些電路板仍然可用——只不過您將得到較高的雜散成分，除非替換掉濾波器元件。

　　計(jì)算芯片的編程值很簡(jiǎn)單， 有不少設(shè)計(jì)工具可以協(xié)助來(lái)完成：

　　http://designtools.analog.com/dt/dds/ad9850.html

　　http://designtools.analog.com/dt/dds/ad9850.html　

        http://designtools.analog.com/dtDDSWeb/dtDDSMain.aspx

　　http://designtools.analog.com/dtDDSWeb/dtDDSMain.aspx

　　第一款工具很好用，因?yàn)樗€能顯示出通過串行SPI以及并行接口發(fā)送的數(shù)據(jù)。 并行數(shù)據(jù)以5字節(jié)一組的方式發(fā)送，MSB優(yōu)先。 SPI數(shù)據(jù)以40位串的方式發(fā)送，LSB優(yōu)先。 通常它還一次使用微控制器的8位數(shù)據(jù)。 但微控制器常常以MSB優(yōu)先方式發(fā)送，因此需要反轉(zhuǎn)每個(gè)字節(jié)中的位。 因此，如果并行字節(jié)是7A，那么待發(fā)送的串行字節(jié)是5E時(shí)才能形成正確的位順序，比如01011110，而非01111010。應(yīng)當(dāng)仔細(xì)閱讀串行部分內(nèi)容，以便讓芯片處于串行模式下;這包括將D0和D1設(shè)為邏輯1，以及將D2設(shè)為邏輯0，并在嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)之前寫入W_CLK。

　　接近一半采樣頻率時(shí)，輸出波形質(zhì)量很大程度上依賴于濾波質(zhì)量。 甚至在30MHz(采樣頻率為125MHz)處，波形也并不完美：

　　
       ADI設(shè)計(jì)工具顯示的波形看上去就要清晰很多，但它用的是一個(gè)理論濾波器，而非實(shí)際元件。 用頻譜分析儀對(duì)輸出進(jìn)行跟蹤(采用有源低電容探針)，結(jié)果如下：

       圖中對(duì)明顯的雜散信號(hào)進(jìn)行了標(biāo)記。 另外，在-76dBm處還有一個(gè)二次諧波(60MHz)，該諧波不明顯，因?yàn)樗门c網(wǎng)格線重疊。 這些波形采用42MHz 5極點(diǎn)Elliptical濾波器獲得，如AD9850數(shù)據(jù)手冊(cè)中所述。 它們與理論值的對(duì)比如下所示：

       在35MHz和65MHz時(shí)，雜散成分在11dB左右，比理論值差，這可能是造成示波器波形較差的原因。 這可能與濾波器的元件質(zhì)量以及雜散效應(yīng)有關(guān)，比如電感自諧振頻率(SRF)和Q。60MHz和95MHz處的雜散實(shí)際上比理論值還要好!

　　只要看一下所用的5極點(diǎn)Elliptical濾波器響應(yīng)情況，那么也就不難理解了：

       可以看到，65MHz和95MHz都恰好幸運(yùn)地落在Elliptical濾波器的陷波處! 確切的陷波位置與實(shí)際元件值有很大關(guān)系，并且這些仿真并不將SRF/Q納入考慮范圍內(nèi)，因此實(shí)際情況可能略有不同。 但它卻是展示了濾波器可在多大程度上影響結(jié)果。 ADI計(jì)算器可讓您輸入濾波器特性值(比如5極點(diǎn)Elliptical，截止頻率為42MHz)，但似乎假定阻帶衰減是平坦的，忽略了紋波。 若要獲得最佳雜散響應(yīng)，則需仔細(xì)選擇濾波器元件和PCB布局，并且如果目標(biāo)工作頻率較窄且范圍已知，則可能還需要修改濾波器設(shè)計(jì)，以便抑制雜散頻率。