基于DDS的寬帶頻率合成器的設計方案

　　1.1 AD9910性能特點(diǎn)

　　該芯片是ADI公司生產(chǎn)的性能很好的直接數字頻率合成芯片，內置14位數字模擬轉換器，支持高達1GSPS采樣速率，AD9910的1GSPS工作速度和14位數字模擬轉換器的組合允許通信、國防和儀器儀表系統工程師提高輸出頻率高達400MHz的動(dòng)態(tài)性能。AD9910采用高級DDS專(zhuān)利技術(shù)，在不犧牲性能的前提下可極大地降低功耗，該芯片的功耗比現有解決方案相減小70%,在全工作速度條件下功耗僅700mW。AD9910數字頻率合成器具有一個(gè)更新速率達250MHz的16bit并行端口，它允許設計工程師每隔8ns更新一次32bit的頻率控制字。

　　AD9910將14位數字模擬轉換的分辨率和1GSPS時(shí)鐘速度轉化為提高所有這些應用中的SFDR和相位噪聲性能。

　　由于A(yíng)D9910有高達400MHz的模擬輸出、低功耗、好的雜波抑制性能和低的相位噪聲，設計中采用AD9910作為任意信號發(fā)生器。

　　1.2 頻率合成器方案設計原理

　　本設計采用DDS+單邊調制+混頻的方案，由2個(gè)DDS組成任意信號發(fā)生器，給單邊帶調制器提供帶寬為BW_dds的各種正交信號頻率為f_dds、去調制頻率為f_ref1的鎖相本振，得到頻率為f_RF的單邊帶調制信號：

　　式中：BW_dds=400MHz,f_ref1=9GHz,因此得到的f_RF的范圍為：

　　由式（2）可看出得出的調制信號覆蓋率相當于800MHz的瞬時(shí)帶寬。

　　得到的單邊帶調制信號需要經(jīng)過(guò)下變頻才能形成指標中所要求的2~8GHz的工作頻段。頻率為f_ref2、f_ref3和f_ref4的鎖相本振源經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的切換與頻率為fRF的單邊帶調制信號進(jìn)行二次混頻，得到的中頻信號頻率為f_IF:

　　式中：f_ref2=11.4GHz,f_ref3=12.4GHz,f_ref4=13.4GHz,結合式（2）和式（3）可得：

　　得到的中頻信號經(jīng)開(kāi)關(guān)切換去倍頻，得到頻率為f_out2的信號，由于有開(kāi)關(guān)控制，倍頻所得信號所覆蓋的頻率范圍為：

　　在2~8GHz整個(gè)頻段上，2~4.8GHz是直接混頻濾波輸出，4.3~8GHz是倍頻輸出，中間交疊了500MHz,這樣就可以在任何頻點(diǎn)上滿(mǎn)足500MHz瞬時(shí)帶寬的連續。

　　4.3~8GHz頻率信號由倍頻獲得，開(kāi)關(guān)的切換時(shí)間小于20ns,因而可以滿(mǎn)足2~8GHz全頻段頻率捷變的要求。