[经验]

AD9851应用心得（两片）

张斌

2018-11-9 09:24:26

4131 AD9851 转换器 DDS

[征文]+[转载] AD9851应用心得（两片）

最近做了一个系统，是基于自由轴的RLC测量，自由轴测量需要两路正交的信号来进行鉴相，并且需要精准的相位差为90度，而且能够控制频率。由于实验室正好有AD9851，所以选用两片AD9851产生正交信号。

AD9851采用了数字频率合成技术，采用数控振荡器的方式产生频率/相位灵活可控的正弦信号，通过片内10位高速DA转换器将数字正弦波转换为模拟正弦波，片上集成了一个高速比较器可将输出的正弦波转换成能与TTL/CMOS兼容且抖动很小的方波。DDS技术在集成电路中的应用是一种创新，在全数字控制的条件下，它允许高速且准确的对输出控制字进行操作。DDS能保证选择的输出频率具有很高的精度，在180M的时钟频率下，AD9851可以保证输出精度大约0.04Hz的频率步进。AD9851输出的正弦波在频率与频率切换的过程中相位保持连续。其内部结构如图1所示。

图1

具体的原理不再次赘述，其接口有并行连接方式和串行连接方式，我只用过并行的连接方式。现在先说一下采用并行模式下的程序控制。

在系统默认的并行加载模式下，40位输入寄存器是通过8位总线加载数据的。W_CLK用于将5个8位数据的控制字循环的加载到输入寄存器中，在FQ_UD的上升沿，寄存器的数据将被传送到地址指针指向W0的装置中，在这之后，W_CLK的上升沿加载8位数据。从W0开始，在这之后，将指针指向下一个地址，在W0到W4加载完成后，W_CLK的上升沿将失效，除非因启用复位模式或FQ_UD的上升沿到来而将地址指针复位到W0，W_CLK的上升沿才能继续加载数据。

图2和图3是AD9851并行加载模式下的控制字表和时序图

图2

图3

在我的系统中使用的两片DDS相连产生两路正交信号，其连接示意图如图4所示

图4

两路信号需要同步，所以两片AD9851共用同一系统时钟，两片AD9851的FQ_QD和RESET同时控制，W_CLK分开控制，8位数据总线接口共用单片机同一组I/O口。其控制时序如图5所示。

先把W_CLK都送入后再拉高FQ_UD。先写时钟一的五个上升沿将第一个控制字W10-W11-W12-W13-W14输入到第一片AD9851的寄存器中，随后写时钟二的五个上升沿将第二个控制字W20-W21-W22-W23-W24输入到第二片AD9851的寄存器中，随后在频率更新控制信号上升沿的作用下，将两个控制字同时送入DDS核心中，同时启动两片AD9851，从而产生两路正交的正弦信号

图5

具体程序可以按照时序图来编写，很简单的

软件编程就这些，现在来说一下电气特性。

其工作电压为+2.7V~+5.25V单电源供电

接口TTL和 CMOS都兼容

最大的系统工作时钟180M，我用的时候就用了1M，并且没有使用六倍频乘，时钟是使用的LINEAR的振荡器供给的。

输出阻抗120K，输入电阻500K

在输出频率较高的正弦信号的时候，需要在其输出加一个低通滤波器，否则输出波形呈现阶梯状

AD9851有专门输出方波的引脚，是通过将其输出的正弦波引入内部比较器中，通过比较，得出方波并且输出。

在我的系统中，AD9851应用电路原理图如图6所示

图6

AD9851还有其他的很多功能，在其特性描述中都很清楚，就看我们如何去用了。