单片机与DSP中的用AD9850激励的锁相环频率合成器
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2020-12-08
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单片机与单片机与DSP中的用中的用AD9850激励的锁相环频率合成器激励的锁相环频率合成器
摘 要： 提出了一种DDS和PLL相结合的频率合成方案，介绍了DDS芯片AD9850的基本工作原理、性能特点及
引脚功能，给出了以AD9850作为参考信号源的锁相环频率合成器实例，并对该频率合成器的硬件电路和软件编
程进行了简要说明。关键词： DDS 锁相环 频率合成器 数据寄存器 以DDS(直接数字合成)激励的PLL(锁相环)
频率合成器，是用DDS作为参考信号源，将DDS和PLL组合在一起的一种独特的频率合成器方案。它综合了
DDS和PLL频率合成器的优点，具有极高的频率分辨率、极短的换频时间和较好的噪声性能，而且频率范围宽、
控制灵活，是应用于雷达、通信等领域中的一种较为先进的频率合成
摘 要： 提出了一种DDS和PLL相结合的频率合成方案，介绍了DDS芯片AD9850的基本
工作原理、性能特点及引脚功能，给出了以AD9850作为参考信号源的锁相环频率合成器
实例，并对该频率合成器的硬件电路和软件编程进行了简要说明。
关键词： DDS 锁相环 频率合成器 数据寄存器
以DDS(直接数字合成)激励的PLL(锁相环)频率合成器，是用DDS作为参考信号源，将
DDS和PLL组合在一起的一种独特的频率合成器方案。它综合了DDS和PLL频率合成器的
优点，具有极高的频率分辨率、极短的换频时间和较好的噪声性能，而且频率范围宽、
控制灵活，是应用于雷达、通信等领域中的一种较为先进的频率合成方案。其电路原理
框图如图1所示。
我们在实际工作中，以美国AD公司生产的DDS芯片AD9850和MITEL公司的PLL芯片
SP8858为核心，完成了一款高性能的DDS+PLL的频率合成器的设计与试验，并将其应
用于一无线测量接收机中，收到了极好的效果。下面介绍AD9850的基本工作原理和引脚
功能等，并给出频率合成器实例的方案组成。
1 AD9850的工作原理与引脚功能
1.1 基本工作原理
AD9850采用先进的DDS技术，在内部集成了32位相位累加器、14 位正/余弦查询表和高
性能的10位D/A转换器以及一个高速比较器，其原理框图见图2。
它通过并口或串口写入的频率控制字来设定相位累加器的步长大小，相位累加器输出的
数字相位通过查找正/余弦查询表得到所需频率信号的采样值，然后通过D/A变换，输出
所需频率的正弦波信号。还可以通过高速比较器将该正弦波信号转换成方波，作为时钟
信号输出。
输出信号的频率FDDS由下式确定：
FDDS＝△f·FCLK/232(1)
式中，△f为32位频率控制字的值，FCLK为工作时钟。
1.2 控制方式
AD9850内部的5个8位寄存器构成一个40位的数据寄存器，储存来自外部数据总线的数
据和控制字，其中32位为频率控制字、5位为相位调制字、1位是电源休眠(power down)
功能控制，另2位储存工厂保留码(用户编程时，应将其设定为"00")。寄存器可通过并行
或串行方式装载。
并行方式是在使能信号FQ_UD和写脉冲WCLK的控制下，通过8位数据总线D0～D7分五
次来完成全部40位数据的输入，其工作时序图见图3。
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