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信號發生器DAC芯片實現D/A轉換方案加工

2020-10-13 17:49:16分類:技術專題1148

        信號發生器在通信領域的應用,不僅要求信號發生器具有較高的穩定性和精度,還要能快速切換頻點。本信號發生器PCBA方案采用可編程門陣列(FPGA)設備與高速D/A芯片相結合,采用直接數字合成技術(DDS法)產生連續波信號。DDS技術是從相位出發合成波形的技術,打破了傳統頻率合成技術的束縛,與傳統頻率合成方法相比具有頻率分辨率高、輸出相位噪音低、相位連續變化和轉換速度快等多種優點,是全數字技術的關鍵隨著微電子技術和數字集成電路的發展,近年來DDS技術發展迅速,廣泛應用于數字通信系統。
 
 
  原理
 
  利用FPGA完成DDS核的功能,通過并串轉換技術產生兩路數字波形數據,并以低壓差分模式(LVDS)輸出,送入到DAC芯片。最終由DAC芯片經過數模轉換后輸出一定頻率的模擬信號。
 
  DDS信號產生單元
 
  DDS的工作原理如圖
 
  主要包括相位累加器、波形存儲器(ROM)、D/A轉換器和低通濾波器四個部分。其中相位累加器與波形存儲由FPGA完成。
 
  在FPGA參考時鐘的上升沿,相位累加器對頻率控制字進行累加,得到相位對ROM尋址,完成相位一幅度轉換,讀取出相應的波形數據,經D/A轉換輸出階梯波。
 
 
  D/A轉換
 
  該方案D/A轉換采樣樣率高達2.5GSPS,射頻輸出。
 
  DAC芯片的采樣頻率設計為2GSPS,主機驅動解交錯數據以偏移二進制的格式送到這兩個接口,每路數據的頻率均為芯片時鐘頻率的1/2,即為1GHz。嵌入式DDR數據時鐘輸入端口(DCI),主機在DCI時鐘的上、下邊沿均輸出數據,DCI時鐘頻率為500MHz。DCI的時鐘沿必須與數據位躍遷重合。輸人數據的標稱采樣點是DCI時鐘沿的中點,該點對應于數據眼的中心。同時為實現主機對DAC的同步操作,參考時鐘4分頻后經DCO接口送到主機,該頻率與DCI時鐘頻率相同。
 
  數據匯編器對接收來的兩路1GHz的數據流進行重組,并在DAC核中進行數據重構,最終轉換為模擬信號。
 
 
  外圍電路
 
  REFIN輸入一個參考頻率,經過分頻后作為鑒相頻率與鑒相器N分頻后的頻率比較,鑒相器輸出與相位誤差成比例的電壓,經過外部的環路濾波器控制帶內外噪聲與雜散,得到調諧電壓,通過VCO使輸出頻率與設定值相同。輸出同樣是差分信號,經過三端濾波電容連接到時鐘輸入端口,為其提供穩定的工作頻率。

 
  奧芯科技是專業從事電子產品設計、電子方案開發、電子產品PCBA加工的深圳電子方案公司,主要設計電子產品包括工控、汽車、電源、通信、安防、醫療電子產品開發。
 
  公司核心業務是提供以工控電子、汽車電子、醫療電子、安防電子、消費電子、通訊電子、電源電子等多領域的電子產品設計、方案開發及加工生產的一站式產品研發生產服務,為滿足不同客戶需求可提供批量產品加工。
 
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