对基于AD9854的信号发生电路和MSK调制信号的介绍

 AD9854数字合成器是高集成度的器件,它采用先进的DDS技术,片内整合了两路高速、高性能正交D/A转换器通过数字化编程可以输出I、Q两路合成信号。在高稳定度时钟的驱动下,AD9854将产生一高稳定的频率、相位、幅度可编程的正弦和余弦信号,作为本振用于通信,雷达等方面。AD9854的DDS核具有48位的频率分辨率(在300M系统时钟下,频率分辨率可达1uHZ)。输出17位相位截断保证了良好的无杂散动态范围指标。AD9854允许输出的信号频率高达150MHZ,而数字调制输出频率可达100MHZ。通过内部高速比较器正弦波转换为方波输出,可用作方便的时钟发生器。

 
AD9854特征
 
·300M内部时钟频率
  
·可进行频移键控(FSK),二元相移键控(BPSK),相移键控(PSK),脉冲调频(CHIRP),振幅调制(AM)操作
  
·正交的双通道12位D/A转换器
  
·超高速比较器,3皮秒有效抖动偏差
  
·外部动态特性:
  
80 dB无杂散动态范围(SFDR)@ 100 MHz (±1 MHz) AOUT
  
·4倍到20倍可编程基准时钟乘法器
  
·两个48位可编程频率寄存器
  
·两个14位可编程相位补偿寄存器
  
·12位振幅调制和可编程的通断整形键控功能
  
·单引脚FSK和BPSK数据输入接口
  
·PSK功能可由I/O接口实现
  
·具有线性和非线性的脉冲调频(FM CHIRP)功能,带有引脚可控暂停功能
  
·具有过渡FSK功能
  
·在时钟发生器模式下,有小于25 ps RMS抖动偏差
  
·可自动进行双向频率扫描
  
·能够对信号进行sin(x)/x校正
  
·简易的控制接口:
  
可配置为10MHZ串行接口,2线或3线SPI兼容接口或100MHZ 8位并行可编程接口
  
·3.3V单电源供电
  
·具有多路低功耗功能
  
·单输入或差分输入时钟
  
·小型80脚LQFP 封装
  
AD9854构成的信号发生电路
  
这里采用了AD9854 这款DDS 芯片, 它在300 MHz 时钟驱动下, 按照乃奎斯特采样定律可以产生最高150 MHz 的信号,为了得到信号较好的频率则一般只得到最高100 MHz 的信号。若要得到高于100 MHz 的信号, 则可采用其高次谐波得到。基于AD9854 的信号发生电路如图 所示:
对基于AD9854的信号发生电路和MSK调制信号的介绍
基于AD9854产生MSK调制信号
  
由于AD9854支持FSK调制方式,实际上我们所需要的MSK信号就是一种特殊的正交FSK信号,其特殊性在于其两组频率之间的差值是满足这两组频率正交性的最小频差。值得注意的是,MSK信号的相位是连续的,在调制的过程中我们为了保证产生的MSK信号的相位连续性需要加入相位常量,这将增加MSK调制系统的复杂性。而AD9854芯片的优势之一就是芯片输出信号的相位是连续的。因此,采用AD9854来产生MSK信号将大大地降低系统的复杂性。
  
1、FPGA配置
  
在实际运用中,需要AD9854产生符合要求的MSK信号,则要采用FPGA对AD9854进行配置。FPGA与AD9854硬件连接如图1所示,图中管脚定义如表1所示。
对基于AD9854的信号发生电路和MSK调制信号的介绍
当把硬件电路搭建完毕之后,就可以使用FPGA去配置AD9854中的寄存器以实现AD9854的相应功能,以使AD9854产生MSK信号。
  
对于MSK信号,其两组频率相互正交,其频差△f=f2-f1=1/2Tb,即调制指数h为:
对基于AD9854的信号发生电路和MSK调制信号的介绍