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    2022-5-20 10:07
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    基于AD9911 DDS芯片的直接数字频率合成方案(电路图 + BOM表)
    频率源是通信、仪器和电视等电子系统的神经,本评估板采用AD9911DDS芯片,外围电路简单,可方便地实现对频率源电路输出频率、相位和工作模式的控制,数据吞吐量800Mbps,输出信号频率范围为25~75MHz,可用于构建灵活的频率合成器。 方案特点 频率合成器是时钟发生器、快速跳频、测量测试等电子系统的核心,要求输出频率精确、频率分辨率高和相位噪声低等,直接数字频率合成(DDS)就是这样技术。DDS在完全数字控制下,可实现输出信号极小的频率分辨率和相位分辨率,并且具有快捷的切换速度。DDS技术的数字控制接口可在处理器的控制下方便地进行远程控制和微小优化,无论用于通信,抑或测试设备和雷达系统,都是理想而灵活的频率合成器解决方案。 图1. AD9911频率评估方案 本方案的参考时钟有两种工作模式,逻辑低模式相当于一个输入缓冲,参考时钟AC耦合到输入;信号终结模式时,参考时钟的输入(23#引脚)应通过一个0.1μF电容器对AVDD or AGND引脚去耦。电路中,外接晶振的两个时钟输入通过晶振引线和旁路进行DC耦合直通。 作为一款完整的直接数字频率合成器(DDS),AD9911工作速度最高可达500 MSPS。内部集成1个可充当高分辨率分频器的DDS主通道、3个可用于减少杂散或测试音调制的副通道、一个10位电流型DAC、一个4~20倍可编程参考时钟倍乘器(PLL)以及多种控制寄存器,其I/O端口具有4种工作模式且SPI兼容。 该器件还提供一个32位频率调谐字、14位相位偏移和一个10位输出量程乘法器,系统时钟频率500MHz,具有单音、多音、Test-tone和多器件同步等工作模式,可完成最高16级的Shift Keying调制,支持频率、相位和幅度线性扫描。 图2. AD9911频率评估方案电路图 CY7C68013是采用3.3V电源的高效USB2.0解决方案,集成了USB2.0收发器、SIE(串行接口引擎)、增强的8051微控制器和可编程的8位或16位外围接口,以及通用可编程接口(GPIF)。工业标准8051内核具有众多增强特性,包括高达48MHz的时钟、每条指令4个时钟周期、2个USART(通用同步异步收发机)、3个计数器∕定时器 、扩展的中断系统、2个数据指针、4个集成FIFO、40个GPIO端口、可工作在48MHz、24MHz或12MHz。 芯齐齐BOM分析 AD9911是ADI公司推出的一款单片DDS芯片,可输出高达250MHz的同步正交信号。AD9911采用0.35μm CMOS工艺,DDS内核(AVDD和DVDD引脚)采用1.8V电源供电,数字I/O接口(SPI)采用3.3V电源供电,DVDD_I/O的引脚(引脚49)连接3.3V电源。该器件采用56引脚LFCSP封装,工作温度范围为−40°C至+85°C。 图3. AD9911频率评估方案BOM表 CY7C68013是美国Cypress推出的一个工业级USB2.0解决方案,集成I2C兼容控制器,运行在100MHz和400MHz,为ASIC和DSP提供方便的接口。器件针对不同的应用要求设计了三种封装:56脚的SOPP、100脚的TQFP(薄形四方扁平封装)、128脚的TQFP。 晶振X1的频点24MHZ,驱动电平0.5µWm,频率稳定性0.005%,频率容差50ppm,负载匹配电容采用22pF的C0G类MLCC。 图4. AD9911频率评估方案PCBA 11个SMA RF同轴连接器J1、J5、J9、J10、J11、J12、J13、J14、J15、J18、J19的最大频率18GHz,阻抗50欧姆。作为一款典型RF电路,本设计PCB布线应严格按照RF布线规则。
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