基于AD9959的四通道高頻信號(hào)源研制

摘要：設(shè)計(jì)了一種以直接數(shù)字頻率合成(DDS)芯片為核心的四通道高頻信號(hào)源，每通道均可獨(dú)立輸出1 Hz～200 MHz的高頻正弦波信號(hào)，輸出幅度范圍為1 mVpp～4 Vpp，諧波失真小于等于5％，且通道之間相位均獨(dú)立可調(diào)。介紹了AD9959芯片的主要功能，給出了信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)及PCB板的電磁兼容設(shè)計(jì)。信號(hào)源經(jīng)實(shí)際測(cè)試，輸出頻率范圍、輸出幅度范圍和通道間相位調(diào)節(jié)等技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：AD9959；信號(hào)處理；電磁兼容；高頻信號(hào)源

0 引言
信號(hào)發(fā)生器是科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域必不可少的電子儀器，目前，常用的信號(hào)發(fā)生技術(shù)主要有：基于模擬電子技術(shù)、鎖相頻率合成、直接頻率合成和直接數(shù)字頻率合成(DDS)等幾種。近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信號(hào)發(fā)生技術(shù)也獲得了充足的發(fā)展，并且向高頻率、高分辨率、高穩(wěn)定性和多通道等幾方面發(fā)展，基于DDS的信號(hào)發(fā)生技術(shù)，具有高分辨率、高穩(wěn)定性等一系列優(yōu)點(diǎn)，且能實(shí)現(xiàn)多波形、多通道和輸出頻率從極低頻至高頻(大于200 MHz)的信號(hào)輸出，是信號(hào)發(fā)生技術(shù)的發(fā)展方向。以美國ADI公司為代表研發(fā)、生產(chǎn)了AD9XXX系列DDS芯片，已廣泛應(yīng)用于各類信號(hào)發(fā)生器及其他各項(xiàng)領(lǐng)域。本文詳細(xì)介紹由美國ADI公司最新推出的AD9959 DDS芯片構(gòu)成的四通道信號(hào)源的研制，信號(hào)源的每個(gè)通道均可獨(dú)立輸出1 Hz～200 MHz的寬帶正弦波信號(hào)，輸出幅度范圍為1 mVpp～4 Vpp，諧波失真小于等于5％，且通道之間相位均獨(dú)立可調(diào)。

1 AD9959芯片簡介
AD9959 DDS芯片是美國ADI公司近年來推出的四通道、內(nèi)部時(shí)鐘頻率高達(dá)500MHz的直接數(shù)字頻率合成器芯片。采用56腳LFCSP封裝，1．8 V供電，低功耗。可直接輸出高達(dá)200 MHz的模擬正弦波信號(hào)，每通道幅度、相位均獨(dú)立可調(diào)。
AD9959的主要特征如下：
(1)4個(gè)獨(dú)立的DDS通道，每個(gè)通道能獨(dú)立控制頻率、相位和幅度；
(2)具有頻率、相位、幅度線性掃描、調(diào)制功能；
(3)32位頻率控制寄存器；
(4)14位相位偏移控制寄存器；
(5)10位幅度輸出控制寄存器；
(6)具有高速的串行I／O口。
AD9959具有16級(jí)的頻率、相位或幅度調(diào)制，由外部管腳輸入數(shù)據(jù)控制。支持頻率、相位或幅度線性掃描和調(diào)制，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)和其他儀器設(shè)備。

2 四通道寬帶信號(hào)源的組成
四通道寬帶信號(hào)源主要由AD9959芯片及外圍電路、差動(dòng)放大器、低通濾波器、寬帶放大器、數(shù)控衰減器和單片機(jī)控制電路等幾部分組成，如圖1所示。