基于A(yíng)D9959的四通道高頻信號源研制

摘要：設計了一種以直接數字頻率合成(DDS)芯片為核心的四通道高頻信號源，每通道均可獨立輸出1 Hz～200 MHz的高頻正弦波信號，輸出幅度范圍為1 mVpp～4 Vpp，諧波失真小于等于5％，且通道之間相位均獨立可調。介紹了AD9959芯片的主要功能，給出了信號處理電路的設計及PCB板的電磁兼容設計。信號源經(jīng)實(shí)際測試，輸出頻率范圍、輸出幅度范圍和通道間相位調節等技術(shù)指標均達到設計要求。
關(guān)鍵詞：AD9959；信號處理；電磁兼容；高頻信號源

0 引言
信號發(fā)生器是科學(xué)實(shí)驗、工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域必不可少的電子儀器，目前，常用的信號發(fā)生技術(shù)主要有：基于模擬電子技術(shù)、鎖相頻率合成、直接頻率合成和直接數字頻率合成(DDS)等幾種。近幾年來(lái)，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信號發(fā)生技術(shù)也獲得了充足的發(fā)展，并且向高頻率、高分辨率、高穩定性和多通道等幾方面發(fā)展，基于DDS的信號發(fā)生技術(shù)，具有高分辨率、高穩定性等一系列優(yōu)點(diǎn)，且能實(shí)現多波形、多通道和輸出頻率從極低頻至高頻(大于200 MHz)的信號輸出，是信號發(fā)生技術(shù)的發(fā)展方向。以美國ADI公司為代表研發(fā)、生產(chǎn)了AD9XXX系列DDS芯片，已廣泛應用于各類(lèi)信號發(fā)生器及其他各項領(lǐng)域。本文詳細介紹由美國ADI公司最新推出的AD9959 DDS芯片構成的四通道信號源的研制，信號源的每個(gè)通道均可獨立輸出1 Hz～200 MHz的寬帶正弦波信號，輸出幅度范圍為1 mVpp～4 Vpp，諧波失真小于等于5％，且通道之間相位均獨立可調。

1 AD9959芯片簡(jiǎn)介
AD9959 DDS芯片是美國ADI公司近年來(lái)推出的四通道、內部時(shí)鐘頻率高達500MHz的直接數字頻率合成器芯片。采用56腳LFCSP封裝，1．8 V供電，低功耗?？芍苯虞敵龈哌_200 MHz的模擬正弦波信號，每通道幅度、相位均獨立可調。
AD9959的主要特征如下：
(1)4個(gè)獨立的DDS通道，每個(gè)通道能獨立控制頻率、相位和幅度；
(2)具有頻率、相位、幅度線(xiàn)性?huà)呙?、調制功能；
(3)32位頻率控制寄存器；
(4)14位相位偏移控制寄存器；
(5)10位幅度輸出控制寄存器；
(6)具有高速的串行I／O口。
AD9959具有16級的頻率、相位或幅度調制，由外部管腳輸入數據控制。支持頻率、相位或幅度線(xiàn)性?huà)呙韬驼{制，廣泛應用于雷達和其他儀器設備。

2 四通道寬帶信號源的組成
四通道寬帶信號源主要由AD9959芯片及外圍電路、差動(dòng)放大器、低通濾波器、寬帶放大器、數控衰減器和單片機控制電路等幾部分組成，如圖1所示。