14位积分数字上行转换器AD9857的工作原理、特性和应用分析
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2021-01-20
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14位积分数字上行转换器位积分数字上行转换器AD9857的工作原理、特性和应用分的工作原理、特性和应用分
析析
引言 当今通信信道正朝着全数字化方向迅速发展，数字化的优点是直接处理器控制、高速可编程能力和可
配置能力、精密跳频和微调、长期稳定性、高集成度、缩小电路板尺寸并降低元器件成本。由于DDS芯片的处
理速度快，性能优越，并集成了D/A转换器和DDS结构，因而获得了广泛应用。 AD9857的工作原理、特性
及其工作原理 AD9857是Analog Devices公司推出的一种单片混合信号的14位积分数字上行转换器，采样速
率为200MSPS，可产生直流到80MHz的数字输出和80dB窄带的无杂散信号动态范围。 AD9857具有
200MHz内部时钟速度，集成了带锁定指示器的4～20倍可编程时钟倍频器，
引言
当今通信信道正朝着全数字化方向迅速发展，数字化的优点是直接处理器控制、高速可编程能力和可配置能力、精密跳频
和微调、长期稳定性、高集成度、缩小电路板尺寸并降低元器件成本。由于DDS芯片的处理速度快，性能优越，并集成了D/A
转换器和DDS结构，因而获得了广泛应用。
AD9857的工作原理、特性及其工作原理
AD9857是Analog Devices公司推出的一种单片混合信号的14位积分数字上行转换器，采样速率为200MSPS，可产生直
流到80MHz的数字输出和80dB窄带的无杂散信号动态范围。
AD9857具有200MHz内部时钟速度，集成了带锁定指示器的4～20倍可编程时钟倍频器，可提供高系统时钟，单端或者
差分输入参考时钟，而且可以输出数据时钟；内部32位正交DDS，可实现FSK调制功能；四种可编程、引脚可选“profile”，具
有单引脚节电模式；14位DDS和DAC和数据路径结构，可接受复合I/Q输入数据；32位频率控制字，而且控制接口简单：
10MHz串行，并与SPI兼容；具有反转SINC功能，在DAC变换之前恢复出想得到的信号包络；有很好的动态特性：当65Hz模
拟信号输出时，D/A转换电路输出的无杂散动态范围SFDR大于80dB，并且能够对8位输出进行幅度控制；电压为直流3.3Ｖ，
工作温度为-40～+85℃。
AD9857按照模拟域到数字域的Tx路径来实现上变频功能，集成有一个高速DDS、14位DAC、数字滤波器、时钟倍增器
电路和一个80引脚LQFP封装的用户可编程阵列。它接受复合I/Q输入数据，对其采样，积分调制到一载波信号，输出为一频
率捷变模拟调制载波。此外，利用输出信号的镜像，允许用户取消模拟上变频级，但仍能满足严格的频谱掩蔽要求。
由于所有的调制信号在理论上都可以分解为同向和正交两路信号，所以用正交调制法可以实现几乎所有的调制方式。因
此，AD9857能够进行GMSK、CDMA、OFDM、多种QAM或任何其他复合调制。
AD9857的功能结构原理框图如图1所示，主要包括输入数据组合、CIC与反CIC滤波器、DDS 、反SINC滤波器、输出
幅度乘法器以及14位DAC。
工作原理
AD9857接收的是14位并行数据，由I/Q交替输入。AD9857只能完成数字信号的正交上变频调制，所以数字信号的编码、
插值以及脉冲整形等过程就必须在输入到AD9857之前完成。AD9857将交替输入的I/Q信号分成两路，并且在到达正交调制器
之前一直保持两路。
AD9857的内部系统时钟信号SCLK提供了其内部所需要的所有时序。CIC滤波器输出的I/Q信号的采样率与DDS数字载波
的采样率（即系统时钟频率SYSCLK）相同，因此AD9857输出的调制信号实际上是采样率为SYSCLK的数字信号。
工作模式
AD9857有三种不同的工作模式以满足用户的不同需要：正交调制模式（默认）、单频输出模式、插值DAC模式。当工作
在正交调制模式时，DDS 产生正交的本振信号（即sin/cos信号）到正交调制器，分别与I/Q信号相乘之后相加，产生正交调
制信号。 通过14位DAC变为正交调制的模拟信号输出。当工作在单频输出模式时，AD9857相当于一个频率发生器，内部
DDS 根据输入的频率控制字产生一定频率的信号。当工作在插值DAC模式时，输入的14位基带信号在经过AD9857的处理
之后仍然是基带信号，并没有任何的调制处理。
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