AD公司DDS芯片选型

概述

随着微电子技术的飞速发展，目前高性能的DDS产品不断推出，主要有AD、Qualcomm、Sciteg和Stanford等公司单片电路。Qualcomm公司推出了DDS系列：Q2220、Q2230、Q2334、Q2240、Q2368，其中Q2368的时钟频率为130MHz，分辨率为0.03Hz；美国AD公司也相继推出了他们的DDS系列：AD59*系列；AD983*系列；AD9850女港商刘娟、AD9851、可以实现线性调频的AD9852、两路正交输出的AD9854；面向测试与测量设备、无线以及安全通信设备等应用的AD9912；低功耗、低成本的AD9913；AD995*系列，具有低功耗，时钟速率400MHz、集成的14位DAC、片上RAM、相位补偿、幅度控制和多芯片同步等功能，AD9951、带高速比较器的AD9952、带RAM允许非线性相位/频率扫描的AD9953；有内置高速比较器、RAM和自动线性频率扫描的AD9954、两路直接数字合成器件AD9958、四路直接数字合成)器件AD9959。以及DDS为核心的QPSK调制器AD9853、数字上变频器AD9856和AD9857。AD公司的DDS系列产品以其较高的性能价格比，目前得到了极为广泛的应用应用。

AD公司DDS芯片选型表

2016年中央一号文件

型号	时钟（MHz）	DAC (Bits)	调节字 (bits)	电源(V)	消耗电流(mA)	输出电流(mA)	输出电压分类号(V)	时钟倍频	比较器	I/O 接口	封装	其它
AD5930	50	10	24	单(2.3 to 5.5)	8	3.1	0.8	无	无	串	TSSOP-20
AD5932	50	10	24	单(2.3 to 5.5)	8	n/a	n/a	是	无	串	TSSOP-16
AD9830	50	10	32	单(5)	60	20	1	无	无	并	TQFP-48
AD9831	25	10	32	单(3.3; 3.6; 5)	15	4	1.5	无	无	并	TQFP-48
AD9832	25	乙免 10	32	单(3.3; 3.6; 5)	15	4	1.35	无	无	串	TSSOP-16
AD9833	25	10	28	单(2.3 to 5.5);	5.5	3	0.65	无	无	串	MSOP-10
AD9834	75	10	28	单(2.3 to 5.5);	8.7	3	0.8	无	有	串	TSSOP-20
AD9835	50	10	32	单(5)	40	4	1.35	无	无	串	TSSOP-16
AD9850	125	10	32	单(3.3; 5)	96	20	1.5	无	有	并; 串	SSOP -28
AD9851	180	10	32	单(3; 3.3; 3.6; 5)	130	20	1.5	是	有	并; 串	SSOP -28
AD9852	300	12	48	单(3.3)	922	20	1	是	有	并; 串	LQFP-80
AD9854	300	12	48	单(3.3)	1210	10	1	是	有	并; 串	LQFP-80； TQFP-80
AD9858	1000	10	32	多(3.3, 5)	n/a	40	3.8	无	无	并; 串	TQFP-ED-100
AD9859	400	10	32	多(1.8, 3.3)	n/a	20	2.05	是	无	串	TQFP-EP-48
AD9910	1000	14	32	单(1.8; 3.3)	n/a	20	0.5	是	无	并; 串	TQFP/EP-100
AD9911	500	10	32	单(1.8)	73	10	1.8	是	-	串	LFCSP-56
AD9912	1000	14	48	多(1.8, 3.3)	394	-	0.5	是	有	串	LFCSP-64
AD9913	250	10	32	单(1.8)	63.5	4.6	0.8	是	无	并; 串	LFCSP-VQ-32
AD9951	400	14	32	多(1.8, 3.3); 单(1.8)	n/a	10	2.05	是	无	串	TQFP-EP-48
AD9952	400	14	32	多(1.8, 3.3); 单(1.8)	n/a	10	2.05	是	有	串	TQFP-EP-48
AD9953	400	14	32	多(1.8, 3.3); 单(1.8)	n/a	10	2.05	是	无	串	TQFP-EP-48
AD9954	400	14	32	多(1.8, 3.3); 单(1.8)	n/a	10	2.05	是	有	串	TQFP-EP-48
AD9956	400	14	48	多(1.8, 3.3)	n/a	10	2.3	12.7mm高射机无	无	串	LFCSP-48
AD9958	500	10	32	多(1.8, 3.3)	105	10	2.3	是	-	串	LFCSP-56
AD9959	500	10	32	多(1.8, 3.3)	180	10	2.3	是	-	串	LFCSP-56

1 DDS原理简介

直接数字频率合成（DDS）是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。一个典型的直接数字频率合成器由相位累加器、加法器、波形存储ROM、D/A转换器和低通滤波器（LPF）构成。DDS的原理框图如图1所示。

图1 DDS原理框图

其中K为频率控制字、P为相位控制字、为参考时钟频率、N为相位累加器的字长、D为ROM数据位及D/A转换器的字长。相位累加器在时钟的控制下以步长K作累加，输出的N位二进制码与相位控制字P相加后作为波形ROM的地址，对波形ROM进行寻址，波形ROM输出D位的幅度码S(n)经D/A转换器变成阶梯波S(t)，再经过低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形。合成的信号波形形状取决于波形ROM中存放的幅度码，因此用DDS可以产生任意波形。这里只用DDS实现正弦波的合成作说明介绍：

1）频率预置与调节电路

K被称为频率控制字，也叫相位增量。DDS方程为

（为输出频率，为时钟频率）（1）

当K=1时，DDS输出最低频率（即频率分辨率）为/2N，而DDS的最大输出频率由Nyquist采样定理决定，即/2，也就是说K的最大值为2N-1。因此，只要N足够大，DDS可以得到很小的频率间隔。要改变DDS的输出频率，只要改变频率控制字K即可。

2每个人的战争）相位累加器

相位累加器由N位加法器与N位寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲，加法器将频率控制字K与寄存器输出的累加相位数据相加，再把相加后的结果送至寄存器的数据输入端。寄存器将加法器在上一个时钟作用后所产生的相位数据反馈到加法器的输入端；以使加法器在下一个时钟作用下继续与频率控制字进行相加。这样，相位累加器在时钟的作用下，进行相位累加。当相位累加器溢出时，就完成了一个周期的动作。

3）控制相位的加法器

通过改变相位控制字P可以控制输出信号的相位参量。令相位加法器的字长为N，当相位控制字由0跃变到P（P≠0）时，波形存储器的输入为相位累加器的输出与相位控制字P之和，因而其输出的幅度编码相位会增加P/2N，从而使最后的输出的信号产生相移。

4）波形存储器

用相位累加器输出的数据作为波形存储器的取样地址，进行波形的相位-幅值转换，即可在给定的时间上确定输出波形的抽样幅值。N位的寻址ROM相当于0°～360°的正弦信号离散成具有2N个样值的序列，若波形ROM有D位数据位，则2N个样值的幅值以D位二进制数值固化在ROM中，按照地址的不同可以输出相应的正弦信号的幅值。

5）D/A转换器

D/A转换器的作用是把合成的正弦波数字量转换成模拟量。正弦幅度量化序列S(n)经D/A转换后变成了包络为正弦波的阶梯波S(t)。需要注意的是，频率合成器对D/A转换器的分辨率有一定的要求，D/A转换器的分辨率越高，合成的正弦S(t)台阶数就越多，输出的波形的精度也越高。

6）低通滤波器

对D/A输出的阶梯波S(t)进行频谱分析，可知S(t)中除了主频外，还存在分布在,2……两边±处的非谐波分量，幅值包络为辛格函数。因此，为了取出主频，必须在D/A转换器的输出端接入截止频率为/2的低通滤波器。

2 DDS技术的特点

DDS技术之所以具有如此广阔的发展应用前景，是与DDS技术的特点分不开的。与直接式频率合成(DS)、间接式频率合成(PLL)相比，直接数字频率合成具有下述优点。

1）频率切换时间短：DDS的频率转换可以近似认为是即时的，这是因为它的相位序列在时间上是离散的，在频率控制字K改变以后，要经一个时钟周期之后才能按照新的相位增量累加，所以也可以说它的频率转换时间就是频率控制字的传输时间，即一个时钟周期。如果=10M，转换时间即为1OOns,当时钟频率进一步提高，转换时间将会更短，但再短也不能少于数门电路的延迟时间。目前，集成DDS产品的频率转换时间可达10ns的量级，这是目前常用的锁相频率合成技术无法做到的。

2）频率分辨率高：DDS的最小频率步进量就是它的最低输出频率，即

（2）

可见只要累加器有足够的字长，实现非常精密的分辨率没有多大的困难。例如可以实现Hz、mHz甚至NHZ的频率分辨率，而传统的频率合成技术要实现这样的频率分辨率十分困难，甚至是不可能的。

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