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数字频率信号源设计(五)

本文ID:LW5702 ¥
的时钟输入端。DDS输出频率用二进制的分数表 示即为CLOCK频率的二进制的分数,输出频率和相位噪声由 该时钟定义。 FESELECT:频率选择输入端,FESELECT 控制频率寄存器FREQ0Z或FREQ1在相位累加器中的使用。频率寄存器的使用选择可通过引脚FESELECT 和位FSEL完成。当FESL位被用来选择频率寄存器时,引脚FSELECT位应连接..
的时钟输入端。DDS输出频率用二进制的分数表
              示即为CLOCK频率的二进制的分数,输出频率和相位噪声由
              该时钟定义。
  FESELECT:频率选择输入端,FESELECT 控制频率寄存器FREQ0Z或FREQ1在相位累加器中的使用。频率寄存器的使用选择可通过引脚FESELECT 和位FSEL完成。当FESL位被用来选择频率寄存器时,引脚FSELECT位应连接到CMOS高电平或低电平。
      LOAD:寄存器负载,高电平有效。这个引脚和TC0---TC3联合起来控制负载选择串行寄存器还是并行寄存器。
  TC0---TC3:传输控制地址总线,数字输入。地址决定了源寄存器和目的寄存器。源寄存器可以是串行的,也可以是并行的。目的寄存器可以是一下任意一个:COMMAND REG ,  FREQ0 REG ,
                  FREQ1 REG , PHASE REG  或者IQMOD REG. 。TC0---TC3的值在LOAD上升沿有效,并且在LOAD处于高电平时值一直不变。控制命令寄存器只能通过并行寄存器写入命令。
:片选端,低电平有效。和联合起来控制正在写入命令的并行寄存器。
 :写操作引脚。低电平有效。和联合起来控制正在写入命令的并行寄存器。
 D7-D0:数据总线,数字输入端。这些是写入32位并行寄存器数据时候的低16
         位数据。通过一个8位的或者16位的MPU/DSP接口来设置这些数据总线。
 D15-D8:也是数据总线,数字输入端。这些是写入32位并行寄存器数据时候的高16位数据。当只有8位操作的时候,D15-D8应该就接地。
 SCLK:串行时钟输入,数字输入端。和SDATA共同作用,用来同步写入32
        位串行寄存器的数据。
 SDATA:串行数字输入端。串行数据在SCLK上升沿送入,
 SLEEP:睡眠控制模式,高电平有效。该引脚将AD7008设置为低功耗模式。
         当关断DAC电流源时,内部时钟也将失效。通过COMMAND REG
         的控制命令字也可以将AD7008设置为睡眠模式。
 RESET:复位键,高电平有效。清空COMMAND REG和所有调制寄存器的
         内容,置为零。
 TEST:测试模式。一般该管脚置空。
4.3  AD7008的工作原理以及它的电路结构  
4.3.1工作原理
 正弦波波形的表达式为a(t)=sint。显然,它们是非线性的,而且很难
通过电路实现,除非分段构造。另一方面,角信息本身是线性的。也就是说,相位角在每个单位时间内以某一固定角度旋转。角速度取决于信号的频率,公式为=2f 。
     图4.3.1
 已知正弦波的相位是线性的,而且有一个基准时间间隔(始终周期),因此,对于该周期,可给出相位旋转的周期的明确定义,其表达式为

即:


可以解得f,将基准周期

      

AD7008芯片输出就是建立在这个简单的等式基础之上,简易的DDS芯片可通过三个主要的子电路实现这个等式。
4.3.2 电路说明
 NCO脉冲相位调制器
 它是由两个频率选择寄存器,一个相位累加器和一个相位偏移量寄存器组成。主要元件是32位的相位累加器。连续时间信号有一个0-2的相位范围。超过这个范围以外的数,对于正弦函数是周期性的变化。采用数字方式实现正弦函数曲线也是与此相同的。累加器只是简单测量相位数的范围,并送出一个多位数字号。AD7008的相位累加器是一个32位累加器。因此,对于AD7008,就有2=232。同样,△Phase的范围为0≦△Phase≦232-1。有如下计算公式:
 
 
 
 例如,输入一个时钟频率为50MHz和相位控制字为D51EB852信号,则根据公式得到:
 
 
 
 相位累加器的输入可以通过FREQ0或者FREQ1来选择,并且被FSELECT引脚控制。
 正弦和余弦查询表
 为了使输出有用,就必须由相位信息转化为正弦曲线值。因为是将相位信息直接转化成振幅,SIN ROM将数字相位信息当作查表地址使用,并将相位信息转化成振幅。数据中只有32位里面的12位作为这个用途,剩下的20位用作频率操作以及优化相位转化成振幅的质量。
 DAC模数转换器
 AD7008包含一个高阻抗电流源的10位DAC,有能力驱动一个较宽范围的负载。满刻度输出电流可以通过一个使用外接的一个电阻来调整,以满足电源和外接负载需求。
 DAC能够被设置为单端或差动工作模式。在单端模式下可以与AGND直接相连。也可以作为输出电压信号,这个时候必须加一个负载在上。
 与DSP芯片接口和与微机接口
 AD7008包括一个32位的并行寄存器和一个32位的串行寄存器。通过加载引脚LOAD和控制引脚TC,我们可以设置加载到调制寄存器的数据的来源——我们想要的任何一个集中寄存器(并行的或串行的)。控制命令寄存器只能通过并行寄存器加载数据进去。然而,在很多实际应用中,很多应用都要求并行和串行接口同时使用。
 在工作过程中,当LOAD上升时,TC0—TC3的数据必须保持不变,当LOAD处于高电平的时候,TC0—TC3数据就改变不了。只有在LOAD为低电平的时候才可以重新写入。
 DSP和MPU都容许通过将数据加载到并行寄存器中。在每一个写操作的末
端,并行寄存器的位数在这个时候才能变化――16位或者8位(取决于CR0的值),新的数据就在这个时候加载到它的低位去。因此16位的数据通过2

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