信號發(fā)生器DAC芯片實(shí)現D/A轉換方案加工

        信號發(fā)生器在通信領(lǐng)域的應用，不僅要求信號發(fā)生器具有較高的穩定性和精度，還要能快速切換頻點(diǎn)。本信號發(fā)生器PCBA方案采用可編程門(mén)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(shù)（DDS法）產(chǎn)生連續波信號。DDS技術(shù)是從相位出發(fā)合成波形的技術(shù)，打破了傳統頻率合成技術(shù)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(yōu)點(diǎn)，是全數字技術(shù)的關(guān)鍵隨著(zhù)微電子技術(shù)和數字集成電路的發(fā)展，近年來(lái)DDS技術(shù)發(fā)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(guò)并串轉換技術(shù)產(chǎn)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(jīng)過(guò)數模轉換后輸出一定頻率的模擬信號。

 

　　DDS信號產(chǎn)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(gè)部分。其中相位累加器與波形存儲由FPGA完成。

 

　　在FPGA參考時(shí)鐘的上升沿，相位累加器對頻率控制字進(jìn)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(jīng)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(dòng)解交錯數據以偏移二進(jìn)制的格式送到這兩個(gè)接口，每路數據的頻率均為芯片時(shí)鐘頻率的1/2，即為1GHz。嵌入式DDR數據時(shí)鐘輸入端口(DCI)，主機在DCI時(shí)鐘的上、下邊沿均輸出數據，DCI時(shí)鐘頻率為500MHz。DCI的時(shí)鐘沿必須與數據位躍遷重合。輸人數據的標稱(chēng)采樣點(diǎn)是DCI時(shí)鐘沿的中點(diǎn)，該點(diǎn)對應于數據眼的中心。同時(shí)為實(shí)現主機對DAC的同步操作，參考時(shí)鐘4分頻后經(jīng)DCO接口送到主機，該頻率與DCI時(shí)鐘頻率相同。
 

　　數據匯編器對接收來(lái)的兩路1GHz的數據流進(jìn)行重組，并在DAC核中進(jìn)行數據重構，最終轉換為模擬信號。
 

 

　　外圍電路

 

　　REFIN輸入一個(gè)參考頻率，經(jīng)過(guò)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(jīng)過(guò)外部的環(huán)路濾波器控制帶內外噪聲與雜散，得到調諧電壓，通過(guò)VCO使輸出頻率與設定值相同。輸出同樣是差分信號，經(jīng)過(guò)三端濾波電容連接到時(shí)鐘輸入端口，為其提供穩定的工作頻率。

 

　　奧芯科技是專(zhuān)業(yè)從事電子產(chǎn)品設計、電子方案開(kāi)發(fā)、電子產(chǎn)品PCBA加工的深圳電子方案公司，主要設計電子產(chǎn)品包括工控、汽車(chē)、電源、通信、安防、醫療電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

 

　　公司核心業(yè)務(wù)是提供以工控電子、汽車(chē)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(lǐng)域的電子產(chǎn)品設計、方案開(kāi)發(fā)及加工生產(chǎn)的一站式產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)服務(wù)，為滿(mǎn)足不同客戶(hù)需求可提供批量產(chǎn)品加工。