基于DDS的寬帶頻率合成器的設(shè)計(jì)方案

　　1.1 AD9910性能特點(diǎn)

　　該芯片是ADI公司生產(chǎn)的性能很好的直接數(shù)字頻率合成芯片，內(nèi)置14位數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，支持高達(dá)1GSPS采樣速率，AD9910的1GSPS工作速度和14位數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的組合允許通信、國防和儀器儀表系統(tǒng)工程師提高輸出頻率高達(dá)400MHz的動(dòng)態(tài)性能。AD9910采用高級DDS專利技術(shù)，在不犧牲性能的前提下可極大地降低功耗，該芯片的功耗比現(xiàn)有解決方案相減小70%,在全工作速度條件下功耗僅700mW。AD9910數(shù)字頻率合成器具有一個(gè)更新速率達(dá)250MHz的16bit并行端口，它允許設(shè)計(jì)工程師每隔8ns更新一次32bit的頻率控制字。

　　AD9910將14位數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換的分辨率和1GSPS時(shí)鐘速度轉(zhuǎn)化為提高所有這些應(yīng)用中的SFDR和相位噪聲性能。

　　由于AD9910有高達(dá)400MHz的模擬輸出、低功耗、好的雜波抑制性能和低的相位噪聲，設(shè)計(jì)中采用AD9910作為任意信號(hào)發(fā)生器。

　　1.2 頻率合成器方案設(shè)計(jì)原理

　　本設(shè)計(jì)采用DDS+單邊調(diào)制+混頻的方案，由2個(gè)DDS組成任意信號(hào)發(fā)生器，給單邊帶調(diào)制器提供帶寬為BW_dds的各種正交信號(hào)頻率為f_dds、去調(diào)制頻率為f_ref1的鎖相本振，得到頻率為f_RF的單邊帶調(diào)制信號(hào)：

　　式中：BW_dds=400MHz,f_ref1=9GHz,因此得到的f_RF的范圍為：

　　由式（2）可看出得出的調(diào)制信號(hào)覆蓋率相當(dāng)于800MHz的瞬時(shí)帶寬。

　　得到的單邊帶調(diào)制信號(hào)需要經(jīng)過下變頻才能形成指標(biāo)中所要求的2~8GHz的工作頻段。頻率為f_ref2、f_ref3和f_ref4的鎖相本振源經(jīng)過開關(guān)的切換與頻率為fRF的單邊帶調(diào)制信號(hào)進(jìn)行二次混頻，得到的中頻信號(hào)頻率為f_IF:

　　式中：f_ref2=11.4GHz,f_ref3=12.4GHz,f_ref4=13.4GHz,結(jié)合式（2）和式（3）可得：

　　得到的中頻信號(hào)經(jīng)開關(guān)切換去倍頻，得到頻率為f_out2的信號(hào)，由于有開關(guān)控制，倍頻所得信號(hào)所覆蓋的頻率范圍為：

　　在2~8GHz整個(gè)頻段上，2~4.8GHz是直接混頻濾波輸出，4.3~8GHz是倍頻輸出，中間交疊了500MHz,這樣就可以在任何頻點(diǎn)上滿足500MHz瞬時(shí)帶寬的連續(xù)。

　　4.3~8GHz頻率信號(hào)由倍頻獲得，開關(guān)的切換時(shí)間小于20ns,因而可以滿足2~8GHz全頻段頻率捷變的要求。