ywhfdl 发表于 2013-10-31 12:59:28

ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活
概述:
    随着信息时代的发展,无线通信已经深入到了全球的各个角落,在这背后,有一个庞大的通信系统支撑着这个信息时代的发展,无论是我们用的手机,还是我们的电脑,还是国家与国家之间的电子对抗,都离不开通信。然后再高速通信中,DDS又扮演者很重要的角色,因此我们了解DDS又是非常的关键。
本文参考《DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活》,DDS同 DSP(数字信号处理)一样,是一项关键的数字化技术。DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写。与传统的频率合成器相比,DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点,广泛使用在电信与电子仪器领域,是实现设备全数字化的一个关键技术。


图1 DDS基本结构
DDS芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个部分(如Q2220)。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码;而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加,得到一个相位值;正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度(芯片一般通过查表得到)。DDS芯片输出的一般是数字化的正弦波,因此还需经过高速D/A转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号。另外,有些DDS芯片还具有调幅、调频和调相等调制功能及片内D/A变换器(如AD7008)。
优点
频率分辨率高、输出频点多、可达2的N次方个频点(N为相位累加器位数);
频率切换速度快,可达us量级;
频率切换时相位连续;
可以输出宽带正交信号;
输出相位噪声低,对参考频率源的相位噪声有改善作用;
可以产生任意波形;
全数字化实现、便于集成、体积小、重量轻。
缺点:
合成信号频率较低、频谱不纯、输出杂散等缺点。
主要应用:
1          产生捷变频
DDS 由于变频速度快,常用在电子对抗中快速变频,和数字通信中的基站。这里以AD9914为例,AD9914 的参考频率最大支持3.5G,其输出频率为其输入频率的40%,因此输出频率最大为1.4G,频率切换速度为100ns,可以通过软件配置器相位、幅度、频率,实现FSK,PSK 等等各种数字信号调制。
DDS产生的频率较低,但是我们可以通过混频实现高频捷变,但是这里就需要计算混频杂散,通过这种方法可以实现毫米波捷变频。
由于DDS产生的频率点是离散的,虽然频率分辨率可以达到赫兹级以下,但是微观上看也是离散的频点,怎么让DDS产生连续的变频波形呢?这里有一个偏方,为什么说是偏方呢?因为这里实现得到的波形频率极为不方便被控制。因此只能用于精度要求不高的场合,在DDS 的参考端,采用PLL合成一个参考频率,供给DDS参考,当需要调节频率的时候,调节PLL 的压控端,使PLL输出频率发生变化,这样就调节了DDS的参考电压,输出频率必然发生变化,因为PLL的VCO频率是持续的,因此我们用DAC调节PLL的压控端实现DDS的频率调节,可以方便的应用于FM中。
2      软件DDS
在目前市面上常见的FPGA中,例如altera和xilinx,他们都有DDS core,在使用DDS的时候,不一定非要采用硬件DDS,采用软件DDS也能满足系统需求。这一类主要应用于软件无线电中,做基带信号处理。


问题1:DDS芯片 厂家有哪些?分别列出2个。
问题2:DDS比PLL 最大的优势是什么?
问题3:DDS输出信号的指标,主要由芯片哪些参数决定?
问题4:DDS可以产生哪些波形信号?可以做哪些调制?


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嘉宾简介:杨伟 ,网名:ywhfdl。 有近4年的电子产品研发和设计工作经验,先后从事在无线通信组网、ARM系统开发、无线手持设备开发、频率源设计研发等行业。现就职与一家军工单位从事频率源 FPGA 软件开发。座右铭:“通往成功的路上,我一直在施工”。

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mxj1005071012 发表于 2013-10-31 16:06:26

RE:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

这个够难的,先占个位,有空的时候好好回答一下

ywhfdl 发表于 2013-10-31 22:40:50

RE:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

:)哈哈!!!!

hjf2002_hk 发表于 2013-11-1 20:53:13

RE:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

问题1:DDS芯片 厂家有哪些?分别列出2个。
答:ADI,Qualcom。
问题2:DDS比PLL 最大的优势是什么?
答:DDS的优点频率分辨率高、输出频点多、可达2的N次方个频点(N为相位累加器位数);频率切换速度快,可达us量级;频率切换时相位连续;可以输出宽带正交信号;输出相位噪声低,对参考频率源的相位噪声有改善作用;可以产生任意波形;全数字化实现、便于集成、体积小、重量轻。功耗低,易于调谐;
问题3:DDS输出信号的指标,主要由芯片哪些参数决定?
答:图像和包络:Sin(x)/x滚降 ;抖动 ;噪声——包括相位噪声 。
问题4:DDS可以产生哪些波形信号?可以做哪些调制?
答:DDS可以产生正弦波、三角波或方波等任意波形;实现FSK,PSK 等等各种数字信号调制。

kunluo 发表于 2013-11-2 08:22:56

RE:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

问题1:
adi,Qualcom
问题2:
DDS的优点频率分辨率高、输出频点多
问题3:DDS输出信号的指标,主要由芯片哪些参数决定?
答:图像和包络:Sin(x)/x滚降

hamster 发表于 2013-11-2 08:25:56

RE:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

问题1:
答:ADI,Qualcom。

ywhfdl 发表于 2013-11-4 14:57:30

回复:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

回复第 4 楼 于2013-11-01 20:53:13发表:
问题1:DDS芯片 厂家有哪些?分别列出2个。
答:ADI,Qualcom。
问题2:DDS比PLL 最大的优势是什么?
答:DDS的优点频率分辨率高、输出频点多、可达2的N次方个频点(N为相位累加器位数);频率切换速度快,可达us量级;频率切换时相位连续;可以输出宽带正交信号;输出相位噪声低,对参考频率源的相位噪声有改善作用;可以产生任意波形;全数字化实现、便于集成、体积小、重量轻。功耗低,易于调谐;
问题3:DDS输出信号的指标,主要由芯片哪些参数决定?
答:图像和包络:Sin(x)/x滚降 ;抖动 ;噪声——包括相位噪声 。
问题4:DDS可以产生哪些波形信号?可以做哪些调制?
答:DDS可以产生正弦波、三角波或方波等任意波形;实现FSK,PSK 等等各种数字信号调制。

回答的会场经典,但是,DDS输出信号的指标,还有一个关键的就是DAC采样率,比如ADI的AD9910和AD9910的DAC转换精度决定了AD9912噪声明显低很多。

kunluo 发表于 2013-11-7 20:17:18

RE:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

这些问题有难度啊,学习学习,楼主辛苦了

hjf2002_hk 发表于 2013-11-10 11:33:12

回复:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

回复第 7 楼 于2013-11-04 14:57:30发表:
回复第 4 楼 于2013-11-01 20:53:13发表:
问题1:DDS芯片 厂家有哪些?分别列出2个。
答:ADI,Qualcom。
问题2:DDS比PLL 最大的优势是什么?
答:DDS的优点频率分辨率高、输出频点多、可达2的N次方个频点(N为相位累加器位数);频率切换速度快,可达us量级;频率切换时相位连续;可以输出宽带正交信号;输出相位噪声低,对参考频率源的相位噪声有改善作用;可以产生任意波形;全数字化实现、便于集成、体积小、重量轻。功耗低,易于调谐;
问题3:DDS输出信号的指标,主要由芯片哪些参数决定?
答:图像和包络:Sin(x)/x滚降 ;抖动 ;噪声——包括相位噪声 。
问题4:DDS可以产生哪些波形信号?可以做哪些调制?
答:DDS可以产生正弦波、三角波或方波等任意波形;实现FSK,PSK 等等各种数字信号调制。

回答的会场经典,但是,DDS输出信号的指标,还有一个关键的就是DAC采样率,比如ADI的AD9910和AD9910的DAC转换精度决定了AD9912噪声明显低很多。


DAC采样率和转换精度对DDS输出也是一个非常重要的参数!谢谢您的补充。

negiup 发表于 2013-11-12 15:02:35

回复:ADI读书第十五期:DDS器件产生高质量波形:简单、高效而灵活

问题感觉有点难,学习学习。感谢楼主的贡献···
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