相位相干FSK調(diào)制器(CN0186)

電路功能與優(yōu)勢

標準的單通道直接數(shù)字頻率合成器(DDS)不會以相位相干形式在不同頻率之間切換。根據(jù)設(shè)計，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輸出實現(xiàn)穩(wěn)定的相位相干FSK(頻移鍵控)調(diào)制器。

對于相同應(yīng)用，與同步多個單通道器件相比，多通道DDS幾乎完全消除了通道間溫度和時序問題。例如，多通道DDS輸出盡管相互獨立，但可共用芯片的同一系統(tǒng)時鐘邊沿。因此，與集成多通道DDS相比，多個芯片上的系統(tǒng)時鐘邊沿對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 時鐘發(fā)生器和分配IC通過高性能參考時鐘驅(qū)動AD9958/AD9959，同時為FSK數(shù)據(jù)流(屬于偽隨機序列(PRS))的數(shù)據(jù)來源提供時鐘。AD9520提供多種輸出邏輯選擇和延遲調(diào)整游標，以滿足FSK數(shù)據(jù)流與多通道AD9958/AD9959 DDS SYNC_CLK間的建立和保持時間要求。

AD9958內(nèi)置兩個獨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)動的開/關(guān)功能。本例中，Profile引腳配置為驅(qū)動各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Profile可選設(shè)置進行預(yù)編程：零電平和滿量程。Profile引腳為邏輯低電平時，將關(guān)閉DAC輸出端的正弦波，而邏輯高電平時則傳遞正弦波。該運算需要兩個互補輸入數(shù)據(jù)流以在兩個頻率間交替。

兩個DDS通道連續(xù)運行，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。

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。由于兩個未使用的通道可用作疊加輸出端兩個開關(guān)頻率的相位基準，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的基準信號。下軌跡是在兩個頻率間交替的偽隨機序列(PRS)數(shù)據(jù)流。請注意，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)換并未對齊。

圖3. 實測的相位相干FSK轉(zhuǎn)換

圖4. 實測的相位相干FSK轉(zhuǎn)換

常見變化

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