AD9959简化测控通信系统中多路DDS之间信号同步设计
北京航空航天大学 电子信息工程学院 罗鹏 赵琦
引言
近年来,为了提高信息传输速率,增强通信抗干扰能力,飞行器测控通信系统巳从统一载波体制向扩频统一测控通信体制发展。但是,这种宽带扩频测控技术的应用使得同步设计成为系统实现的难点,尤其对于多频率源系统,信号之间的严格同步更为困难。一般情况下,为了获得多路DDS的同步,设计者往往会使用多种手段对参考时钟、数据刷新、锁相倍频等步骤小心处理,这样不但耗费了大量的精力物力,而且效果往往不尽如人意。
美国ADI公司推出的高性能4通道直接数字式频率合成器AD9959,在单芯片上集成了4个独立的DDS核,通过一个公用参考频率内部同步4个DDS通道,避免了多个DDS同步过程中由于器件特性差异造成同步困难的问题,在降低同步设计难度的同时,还提供了灵活的控制能力。
AD9959
AD9959是美国ADI公司的多通道DDS器件,内部包含4个同步的10bit 500MHz DDS。每个DDS通道拥有独立的32bit频率分辨率控制、14bit相位偏移控制及10bit输出幅度控制,输出绛过10bitDAC转化为标准正弦信号。采用这种独立控制方式便于校正模拟滤波、放大或PCB布线引起的I／Q信号失配。AD9959拥有16级幅度、频率或相位调制(ASK、FSK、PSK),支持线性扫频、扫相、扫幅等功能,具有良好的宽带、窄带无杂散噪声(SFDR)性能。高速串行I／O端几兼容早期ADIDDS产品的SPI串行通信方式,通过4个串行数据引脚SDIO[3..O]可方便对芯片进行编程操作,具有良好的多通道同步性能。亦可采用菊花链方式用一个主控芯片(DSP或FPGA)同步多个AD9959器件以获得更多同步DDS通道。AD9959内部结构如图1所示。
AD9959内部的每个DDS通道部拥有独立的32bit相位累加器和相位-幅度转换器。当相位累加开始计时并且相位增量(频率调谐字FTW)大于0时,相位累加器的输出数据作为波形存储器的取样地址,输出数字化的正弦波形(梯形正弦波)。相位一幅度装换器同时将相位信息通过运算转化为幅度信息。每个通道的输出频率(fo)是相位累加器翻转率的函数。频率、相位及幅度关系由下面的公式表示：
fs表示系统的时钟频率,FTW为频率调谐字,232表示相位累加器的容量。
AD9959具有多种工作模式：单频(SingleTone)、调制(Modulation)和线扫(Linear Sweep)3种模式。AD9959串行I／O提供多种配置工作方式,串口兼容ADI早期DDS采用的SPI串行方式。
