宽带阻抗测量仪的设计——信号发生电路设计

1.1.3 DDS芯片的选择

目前，市场上性能优良的DDS产品己不断推出，Qualcomm公司的Q2220，Q2234，Q2368等产品。

Q2334在30MHz的时钟上可以高达0.007Hz的频率分辨率提供10MHz以上的信号，而幅度量化噪声低于信号幅值72dB，但由于价格昂贵，因此主要用于扩频通信、电子战等尖端领域；Sciteq公司相继推出了系列化的DDS产品，其中ADS-431，时钟频率1.6GHz，可正交输出，分辨率1Hz杂散-45dBc，捷变时间30ns；美国Stanford公司也相继推出了系列化的DDS产品，如STEL-2171，GaAs电路，时钟频率1GHz，分辨率0.3Hz，杂散-55dBc，捷变时间25ns，这两种都需要直接输入比较高的系统时钟频率，而且采用GaAs电路，价格昂贵。

现在流行的DDS产品以Analog Devices公司的最多，主要有AD7008、AD9830~AD9835、AD9850~AD9854等十几种芯片，形成了从0-120MHz的宽输出频率范围系列。

ADI公司的DDS产品具有高性能和集成了多功能，是市场上极具竞争力的小封装解决方案，并具有极高的性价比。本论文的方案使用Analog Devices公司推出的新一代DDS芯片AD9858，该芯片除了DDS内核电路以外还集成了其它高性能的功能部件，此外与其它的DDS芯片相比还具有很多优势，下面就对这个芯片做一介绍。

AD9858是ADI公司推出的一种高性能新型DDS芯片，具有1GSPS（千兆次取样/秒）速率、10位D/A转换器、快速频率跳跃和精细分辨率功能的单片DDS解决方案。

AD9858比先前的解决方案速度快三倍而功耗却未增加，和其它高速DDS产品不同，AD9858内部集成了DAC、相位/频率检测器和电荷泵，能满足设计者低相位噪音、低虚假能量、快速频率转换和宽带宽线性扫描的要求。其主要性能指标如下：1.具有1千兆次/秒的采样速率；2.集成有10位D/A转换器；3.具有单音、频率扫描及全睡眠三种操作模式；4.具有良好的动态性能：在360MHz输出时仍有50dBc SFDR（无杂散动态范围）；5.具有4套32位可编程频率寄存器，14位可编程相位寄存器；6.内含一个32位控制字寄存器、一个32位频率增量改变字寄存器和一个16位单频点持续时间字寄存器；7.集成有2GHz的混频器；8.有简化的控制接口：10MHz的串行两线或三线外围接口及100MHz的8位并行端口；9.具有多路低功耗功能；可采用单端或差分参考时钟输入。

AD9858在内部时钟频率为1GHz时，其输出信号最高频率可达到400MHz，频率分辨率低于0.1Hz，频率转换时间最小值约0.0067μs，这些指标完全能满足本系统的设计要求，因此采用该DDS芯片作为信号发生电路的核心器件。

3.1.4总体设计框图

信号源的框图如图3-2所示。

信号源输出为正弦波形，频率、幅度可数控。可控时钟信号发生器NBC12439主要是为AD9858提供参考时钟，其最大输出为800MHz的时钟信号（AD9858可以输入高达1GHz的时钟信号）。通过对AD9858写入不同的控制字使AD9858输出的扫频信号频率满足不同情况下的测试要求。

一般情况下，AD9858输出信号的幅度范围不够，需对信号进行放大，放大电路的设计较为简单，为了便于对输出信号的功率控制使用了可控增益放大器，易于数字控制增益的大小；又因为在电力、通信等领域，所要求输出信号的功率会比较高，普通的运放难以达到要求，故使用射频放大器来提升信号的输出功率。

AD9858所产生的信号直接由器件内部的DAC输出，内部不含低通滤波器，故要对其输出信号进行滤波处理。