雄 楊加功 彭世蕤 來(lái)源：《國(guó)外電子元器件》

     摘要：介紹了美國(guó)ad公司采用先進(jìn)的直接數(shù)字頻率合成（dds）技術(shù)推出的高集成度頻率合成器ad9850的工作原理、主要特點(diǎn)及其與mcs51單片機(jī)的接口，并給出了接口電路圖和部分源程序。

     關(guān)鍵詞：直接數(shù)字頻率合成（dds）

     控制字 控制時(shí)序 接口 ad9850

     1 ad9850簡(jiǎn)介

     隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，用數(shù)字控制方法從一個(gè)參考頻率源產(chǎn)生多種頻率的技術(shù)，即直接數(shù)字頻率合成（dds）技術(shù)異軍突起。美國(guó)ad公司推出的高集成度頻率合成器ad9850便是采用dds技術(shù)的典型產(chǎn)品之一。

     ad9850采用先地蝗cmos工藝，其功耗在3.3v供電時(shí)僅為155mw，擴(kuò)展工業(yè)級(jí)溫度范圍為-40～80℃，采用28腳ssop表面封裝形式。ad9850的引腳排列如圖1所示，圖2為其組成框圖。圖2中層虛線內(nèi)是一個(gè)完整的可編程dds系統(tǒng)，外層虛線內(nèi)包含了ad9850的主要組成部分。

     ad9850內(nèi)含可編程dds系統(tǒng)和高速比較器，能實(shí)現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成�？删幊蘢ds系統(tǒng)的核心是相位累加器，它由一個(gè)加法器和一個(gè)n位相位寄存器組成，n一般為24～32。每來(lái)一個(gè)外部參考時(shí)鐘，相位寄存器便以步長(zhǎng)m遞加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上。正弦查詢表包含一個(gè)正弦波周期的數(shù)字幅度信息，每一個(gè)地址對(duì)應(yīng)正弦波中0°～360°范圍的一個(gè)相位點(diǎn)。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)dac以輸出模式量。

     相位寄存器每過(guò)2n/m個(gè)外部參考時(shí)鐘后返回到初始狀態(tài)一次，相位地正弦查詢表每消費(fèi)品一個(gè)循環(huán)也回到初始位置，從而使整個(gè)dds系統(tǒng)輸出一個(gè)正弦波。輸出的正弦波周期to=tc2n/m，頻率fout=mfc/2n，tc、fc分別為外部參考時(shí)鐘的周期和頻率。

     ad9850采用32位的相位累加器將信號(hào)截?cái)喑?4位輸入到正弦查詢表，查詢表的輸出再被截?cái)喑?0位后輸入到dac，dac再輸出兩個(gè)互補(bǔ)的電流。dac滿量程輸出電流通過(guò)一個(gè)外接電阻rset調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)關(guān)系為iset=32(1.148v/rset)，rset的典型值是3.9kω。將dac的輸出經(jīng)低通濾波后接到ad9850內(nèi)部的高速比較器上即可直接輸出一個(gè)抖動(dòng)很小的方波。其系統(tǒng)功能如圖3所示。

     ad9850在接上精密時(shí)鐘源和寫入頻率相位控制字之間后就可產(chǎn)生一個(gè)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(hào)源或經(jīng)內(nèi)部的高速比較器轉(zhuǎn)換為方波輸出。在125mhz的時(shí)鐘下，32位的頻率控制字可使ad9850的輸出頻率分辨率達(dá)0.0291hz；并具有5位相位控制位，而且允許相位按增量180°、90°、45°、22.5°、11.25°或這些值的組合進(jìn)行調(diào)整。

     2 ad9850的控制字與控制時(shí)序

     ad9850有40位控制字，32位用于頻率控制，5位用于相位控制。1位用于電源休眠（power

     down）控制，2位用于選擇工作方式。這40位控制字可通過(guò)并行方式或串行方式輸入到ad9850，圖4是控制字并行輸入的控制時(shí)序圖，在并行裝入方式中，通過(guò)8位總線a0…d7將可數(shù)據(jù)輸入到寄存器，在重復(fù)5次之后再在fq-ud上升沿把40位數(shù)據(jù)從輸入寄存器裝入到頻率/相位數(shù)據(jù)寄存器（更新dds輸出頻率和相位），同時(shí)把地址指針復(fù)位到第一個(gè)輸入寄存器。接著在w-clk的上升沿裝入8位數(shù)據(jù)，并把指針指向下一個(gè)輸入寄存器，連續(xù)5個(gè)w-clk上升沿后，w-clk的邊沿就不再起作用，直到復(fù)位信號(hào)或fq-ud上升沿把地址指針復(fù)位到第一個(gè)寄存器。在串行輸入方式，w-clk上升沿把25引腳的一位數(shù)據(jù)串行移入，當(dāng)移動(dòng)40位后，用一個(gè)fq-ud脈沖即可更新輸出頻率和相位。圖5是相應(yīng)的控制字串行輸入的控制時(shí)序圖。

     ad9850的復(fù)位（reset）信號(hào)為高電平有效，且脈沖寬度不小于5個(gè)參考時(shí)鐘周期。ad9850的參考時(shí)鐘頻率一般遠(yuǎn)高于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率，因此ad9850的復(fù)位（reset）端可與單片機(jī)的復(fù)位端直接相連。

     值得一提的是：用于選擇工作方式的兩個(gè)控制位，無(wú)論并行還是串行最好都寫成00，并行時(shí)的10、01和串行時(shí)的10、01、11都是工廠測(cè)試用的保留控制字，不