直接数字频率合成
ad9851的原理
ad9851可以产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制且稳定性很好的模拟正弦波,这个正弦波能够直接作为基准信号源,或通过其内部高速比较器转换成标准方波输出,作为灵敏时钟发生器来使用。
ad9851的各引脚功能如下,引脚排列,如图5:
d0~d7:8位数据输入口,可给内部寄存器装入40位控制数据。
pgnd:6倍参考时钟倍乘器地。
pvcc:6倍参考时钟倍乘器电源。
w-clk:字装入信号,上升沿有效。
fq-ud:频率更新控制信号,时钟上升沿确认输入数据有效。
frefclock:外部参考时钟输入。
cmos/ttl脉冲序列可直接或间接地加到6倍参考时钟倍乘器上。在直接方式中,输入频率即是系统时钟;在6倍参考时钟倍乘器方式,系统时钟为倍乘器输出。
agnd:模拟地。
avdd:模拟电源(+5V)。
dgnd:数字地。 图5
dvdd:数字电源(+5V)。
rset、dac:外部复位连接端。
voutn:内部比较器负向输出端。
voutp:内部比较器正向输出端。
vinn:内部比较器的负向输入端。
vinp:内部比较器的正向输入端。
dacbp:dac旁路连接端。
ioutb:“互补”dac输出。
iout:内部dac输出端。
reset:复位端。低电平清除dds累加器和相位延迟器为0hz和0 相位,同时置数据输入为串行模式以及禁止6倍参考时钟倍乘器工作。
ad9851在信号源中的应用
为了能够完成调频、调幅、调相的各种功能,要向ad9851输入频率/相位控制字,这是通过ad9851和微处理器相连接来实现。可以和ad9851的数据线直接相连接的单片机类型很多,本文中选用的是atmel公司生产的单片机at89s51,如图6所示,为at89s51和ad9851的硬件串行接口框图。当然也可以选用at89s52、mcs51、ad9851、ad9850等。
ad9851在本系统的应用电路
由于ad9851是贴片式的体积非常小,引脚排列比较密,焊接时必须小心,还要防静电,焊接不好就很容易把芯片给烧坏。还有在使用中数据线、电源等接反或接错都很容易损坏芯片。所以在ad9851外围采用了电源、输入、输出、数据线的保护电路。为了不受外界干扰,添加了不少的滤波电路,显得整个电路完美。
图6
低通滤波器(lpf)
为了使输出的频率不受高频斜波的干扰,所以选用了两级的π型lc低通滤波器,其动态范围宽0~83mhz,增益高83mhz时刚衰减1.4db,波形图如图8。输入、输出阻抗为50Ω。原理图如图7。
图7
图8
锁相环频率合成
由于dds的准确度决定于它的基准信号,所以采用准确度、稳定度比较高的锁相环频率合成为dds芯片提供基准信号。mc145151是motorola公司生产的大规模集成电路,它是一块采用半行码输入方式置定、由14根并行输入数据编程的双模cmos-lsi锁相环频率合成器,其内部组成框图如图9。
图9
ra0、ra1、ra2(5、6、7端):参考分频地址码输入端。14×8rom参考(基准)译码器通过地址码的控制对14位÷r分频器进行编程,使得r分频比有8种选择。本电路中选用的是第二种分频比128,分频模式为:ra0 1,ra1 0,ra2 0。地址码与分频的关系如表1:
表1
锁相环频率合成mc145151在本电路中的应用
为了使锁相环频率合成能够锁定在30mhz,本电路(图10)的基准选用12.8mhz的高精度、高稳定度的温度补偿晶体振荡器,分频比为128,所以根据公式,它的步进为100khz。它的n应该为300,化为二进制为100101100。把n送到mc145151就能准确的把频率锁定在30mhz 的稳定频率。
图10
压控振荡器(vco)
本电路(图11)选用了电容
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