寬帶阻抗測量?jì)x的設計――信號發(fā)生電路設計(一)

現在流行的DDS產(chǎn)品以Analog Devices公司的最多，主要有AD7008、AD9830~AD9835、AD9850~AD9854等十幾種芯片，形成了從0-120MHz的寬輸出頻率范圍系列。

ADI公司的DDS產(chǎn)品具有高性能和集成了多功能，是市場(chǎng)上極具競爭力的小封裝解決方案，并具有極高的性?xún)r(jià)比。本論文的方案使用Analog Devices公司推出的新一代DDS芯片AD9858，該芯片除了DDS內核電路以外還集成了其它高性能的功能部件，此外與其它的DDS芯片相比還具有很多優(yōu)勢，下面就對這個(gè)芯片做一介紹。

AD9858是ADI公司推出的一種高性能新型DDS芯片，具有1GSPS(千兆次取樣/秒)速率、10位D/A轉換器、快速頻率跳躍和精細分辨率功能的單片DDS解決方案。

AD9858比先前的解決方案速度快三倍而功耗卻未增加，和其它高速DDS產(chǎn)品不同，AD9858內部集成了DAC、相位/頻率檢測器和電荷泵，能滿(mǎn)足設計者低相位噪音、低虛假能量、快速頻率轉換和寬帶寬線(xiàn)性?huà)呙璧囊?。其主要性能指標如下?.具有1千兆次/秒的采樣速率;2.集成有10位D/A轉換器;3.具有單音、頻率掃描及全睡眠三種操作模式;4.具有良好的動(dòng)態(tài)性能：在360MHz輸出時(shí)仍有50dBc SFDR(無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍);5.具有4套32位可編程頻率寄存器，14位可編程相位寄存器;6.內含一個(gè)32位控制字寄存器、一個(gè)32位頻率增量改變字寄存器和一個(gè)16位單頻點(diǎn)持續時(shí)間字寄存器;7.集成有2GHz的混頻器;8.有簡(jiǎn)化的控制接口：10MHz的串行兩線(xiàn)或三線(xiàn)外圍接口及100MHz的8位并行端口;9.具有多路低功耗功能;可采用單端或差分參考時(shí)鐘輸入。

AD9858在內部時(shí)鐘頻率為1GHz時(shí)，其輸出信號最高頻率可達到400MHz，頻率分辨率低于0.1Hz，頻率轉換時(shí)間最小值約0.0067μs，這些指標完全能滿(mǎn)足本系統的設計要求，因此采用該DDS芯片作為信號發(fā)生電路的核心器件。

3.1.4總體設計框圖

信號源的框圖如圖3-2所示。

信號源輸出為正弦波形，頻率、幅度可數控?？煽貢r(shí)鐘信號發(fā)生器NBC12439主要是為AD9858提供參考時(shí)鐘，其最大輸出為800MHz的時(shí)鐘信號(AD9858可以輸入高達1GHz的時(shí)鐘信號)。通過(guò)對AD9858寫(xiě)入不同的控制字使AD9858輸出的掃頻信號頻率滿(mǎn)足不同情況下的測試要求。

一般情況下，AD9858輸出信號的幅度范圍不夠，需對信號進(jìn)行放大，放大電路的設計較為簡(jiǎn)單，為了便于對輸出信號的功率控制使用了可控增益放大器，易于數字控制增益的大小;又因為在電力、通信等領(lǐng)域，所要求輸出信號的功率會(huì )比較高，普通的運放難以達到要求，故使用射頻放大器來(lái)提升信號的輸出功率。

AD9858所產(chǎn)生的信號直接由器件內部的DAC輸出，內部不含低通濾波器，故要對其輸出信號進(jìn)行濾波處理。