相位相干FSK調(diào)制器(CN0186)

電路功能與優(yōu)勢(shì)

標(biāo)準(zhǔn)的單通道直接數(shù)字頻率合成器(DDS)不會(huì)以相位相干形式在不同頻率之間切換。根據(jù)設(shè)計(jì)，DDS頻率轉(zhuǎn)換具有“相位連續(xù)性”(如圖2所示)。不過，圖1所示電路展示了如何配置AD9958/AD9959 多通道DDS，通過疊加多通道DDS輸出實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的相位相干FSK(頻移鍵控)調(diào)制器。

對(duì)于相同應(yīng)用，與同步多個(gè)單通道器件相比，多通道DDS幾乎完全消除了通道間溫度和時(shí)序問題。例如，多通道DDS輸出盡管相互獨(dú)立，但可共用芯片的同一系統(tǒng)時(shí)鐘邊沿。因此，與集成多通道DDS相比，多個(gè)芯片上的系統(tǒng)時(shí)鐘邊沿對(duì)溫度和電源偏差的追蹤性能要略差?？傮w來看，多通道DDS更適合在疊加輸出端產(chǎn)生較理想的相位相干頻率轉(zhuǎn)換。

圖1. 相位相干FSK調(diào)制器設(shè)置(原理示意圖：未顯示去耦和所有連接)

電路描述

AD9520-x 時(shí)鐘發(fā)生器和分配IC通過高性能參考時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)AD9958/AD9959，同時(shí)為FSK數(shù)據(jù)流(屬于偽隨機(jī)序列(PRS))的數(shù)據(jù)來源提供時(shí)鐘。AD9520提供多種輸出邏輯選擇和延遲調(diào)整游標(biāo)，以滿足FSK數(shù)據(jù)流與多通道AD9958/AD9959 DDS SYNC_CLK間的建立和保持時(shí)間要求。

AD9958內(nèi)置兩個(gè)獨(dú)立且提供差分電流輸出的DDS通道。在電路中，那些電流輸出端通過預(yù)編程頻率(F1和F2)連在一起(疊加)。為選擇所需頻率，通道輸出端配有通過Profile引腳驅(qū)動(dòng)的開/關(guān)功能。本例中，Profile引腳配置為驅(qū)動(dòng)各DAC輸入的乘法器以控制輸出幅度。

為此，各乘法器通過以下兩個(gè)Profile可選設(shè)置進(jìn)行預(yù)編程：零電平和滿量程。Profile引腳為邏輯低電平時(shí)，將關(guān)閉DAC輸出端的正弦波，而邏輯高電平時(shí)則傳遞正弦波。該運(yùn)算需要兩個(gè)互補(bǔ)輸入數(shù)據(jù)流以在兩個(gè)頻率間交替。

兩個(gè)DDS通道連續(xù)運(yùn)行，產(chǎn)生頻率F1和F2。關(guān)閉功能使相應(yīng)的DDS輸出靜音，從而產(chǎn)生相位相干FSK信號(hào)。

圖2. 相位連續(xù)性與相位相干頻率切換的關(guān)系

四通道AD9959 DDS用于產(chǎn)生如圖3和圖4所示的未濾波波形。由于兩個(gè)未使用的通道可用作疊加輸出端兩個(gè)開關(guān)頻率的相位基準(zhǔn)，因此AD9959具有更好的相位相干開關(guān)性能。上軌跡是表示相位相干開關(guān)的疊加輸出。接下來的兩條軌跡是F1和F2的基準(zhǔn)信號(hào)。下軌跡是在兩個(gè)頻率間交替的偽隨機(jī)序列(PRS)數(shù)據(jù)流。請(qǐng)注意，由于器件內(nèi)的流水線延遲，PRS數(shù)據(jù)流邊沿與疊加輸出的頻率轉(zhuǎn)換并未對(duì)齊。

圖3. 實(shí)測(cè)的相位相干FSK轉(zhuǎn)換

圖4. 實(shí)測(cè)的相位相干FSK轉(zhuǎn)換

常見變化

ADI提供各種直接數(shù)字頻率合成器、時(shí)鐘分配芯片和時(shí)鐘緩沖器，用來設(shè)計(jì)基于DDS的時(shí)鐘發(fā)生器。