直接數字頻率合成器的實(shí)現設計方案

由于DDS中幾乎所有部件都屬于數字電路，易于集成，功耗低、體積小、重量輕、可靠性高，且易于程控，使用相當靈活，因此性?xún)r(jià)比極高。

DDS也有局限性，主要表現在：

（1）輸出頻帶范圍有限

由于DDS內部DAC和波形存儲器（ROM）的工作速度限制，使得DDS輸出的最高頻有限。目前市場(chǎng)上采用CMOS、TTL、ECL工藝制作的DDS工習片，工作頻率一般在幾十MHz至400MHz左右。采用GaAs工藝的DDS芯片工作頻率可達2GHz左右。

（2）輸出雜散大

由于DDS采用全數字結構，不可避免地引入了雜散。其來(lái)源主要有三個(gè)：相位累加器相位舍位誤差造成的雜散；幅度量化誤差（由存儲器有限字長(cháng)引起）造成的雜散和DAC非理想特性造成的雜散。

2 實(shí)現DDS的三種技術(shù)方案

2.1 采用高性能DDS單片電路的解決方案

隨著(zhù)微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，目前高超 性能優(yōu)良的DDS產(chǎn)品不斷推出，主要有Qualcomm、AD、Sciteg和Stanford等公司單片電路（monolithic）。Qualcomm公司推出了DDS系列Q2220、Q2230、Q2334、Q2240、Q2368，其中Q2368的時(shí)鐘頻率為130MHz，分辨率為0.03Hz，雜散控制為-76dBc，變頻時(shí)間為0.1μs;美國AD公司也相繼推出了他們的DDS系列：AD9850、AD9851、可以實(shí)現線(xiàn)性調頻的AD9852、兩路正交輸出的AD9854以及以DDS為核心的QPSK調制器AD9853、數字上變頻器AD9856和AD9857.AD公司的DDS系列產(chǎn)品以其較高的性能價(jià)格比，目前取得了極為廣泛的應用。AD公司的常用DDS芯片選用列表見(jiàn)表1.下面僅對比較常用的AD9850芯片作一簡(jiǎn)單介紹。

表1 AD公司的常用DDS芯片選用列表

型 號 最大工作(MHz) 工作電壓（V） 最大功耗（mw) 備 注
AD9832 25 3.3/5 120 小型封裝，串行輸入，內置D/A轉換器。
AD9831 25 3.3/5 120 低電壓，經(jīng)濟，內置D/A轉換器。
AD9833 25 2.5～5.5 20 10個(gè)管腳的uSOIC封裝。
AD9834 50 2.5～5.5 25 20個(gè)管腳的TSSOP封裝并內置比較器。
AD9835 50 5 200 經(jīng)濟，小型封裝，串行輸入，內置D/A轉換器。
AD9830 50 5 300 經(jīng)濟，并行輸入，內置D/A轉換器。
AD9850 125 3.3/5 480 內置比較器和D/A轉換器。
AD9853 165 3.3/5 1150 可編程數字QPSK/16-QAM調制器。
AD9851 180 3/3.3/5 650 內置比較器、D/A轉換器和時(shí)鐘6倍頻器。
AD9852 300 3.3 1200 內置12位的D/A轉換器、高速比較器、線(xiàn)性調頻和可編程參考時(shí)鐘倍頻器。
AD9854 300 3.3 1200 內置12位兩路正交D/A轉換器、高速比較器和可編程參考時(shí)鐘倍頻器。
AD9858 1000 3.3 2000 內置10位的D/A轉換器、150MHz相頻檢測器、充電汞和2GHz混頻器。

AD9850是AD公司采用先進(jìn)的DDS技術(shù)1996年推出的高集成度DDS頻率合成器，它內部包括可編程DDS系統、高性能DAC及高速比較器，能實(shí)現全數字編程控制的頻率合成器和時(shí)鐘發(fā)生器。接上精密時(shí)鐘源，AD9850可產(chǎn)生一個(gè)頻譜純凈、頻率和相位都可編程控制的模擬正弦波輸出。此正弦波可直接用作頻率信號源或轉換成方波用作時(shí)鐘輸出。AD9850接口控制簡(jiǎn)單，可以用8位并行口或串行口經(jīng)、相位等控制數據。32位頻率控制字，在125MHz時(shí)鐘下，輸出頻率分產(chǎn)率達0.029Hz。先進(jìn)的CMOS工藝使AD9850不僅性能指標一流，而且功耗少，在3.3V供電時(shí)，功耗僅為155mW。擴展工業(yè)級溫度范圍為-40～+85攝氏度，其封裝是28引腳的SSOP表面封裝。