信号发生器DAC芯片实现D/A转换方案加工

        信号发生器在通信领域的应用，不仅要求信号发生器具有较高的稳定性和精度，还要能快速切换频点。本信号发生器PCBA方案采用可编程门阵列（FPGA）设备与高速D/A芯片相结合，采用直接数字合成技术（DDS法）产生连续波信号。DDS技术是从相位出发合成波形的技术，打破了传统频率合成技术的束缚，与传统频率合成方法相比具有频率分辨率高、输出相位噪音低、相位连续变化和转换速度快等多种优点，是全数字技术的关键随着微电子技术和数字集成电路的发展，近年来DDS技术发展迅速，广泛应用于数字通信系统。
 

 

　　原理

 

　　利用FPGA完成DDS核的功能，通过并串转换技术产生两路数字波形数据，并以低压差分模式(LVDS)输出，送入到DAC芯片。最终由DAC芯片经过数模转换后输出一定频率的模拟信号。

 

　　DDS信号产生单元

 

　　DDS的工作原理如图

 

　　主要包括相位累加器、波形存储器(ROM)、D/A转换器和低通滤波器四个部分。其中相位累加器与波形存储由FPGA完成。

 

　　在FPGA参考时钟的上升沿，相位累加器对频率控制字进行累加，得到相位对ROM寻址，完成相位一幅度转换，读取出相应的波形数据，经D/A转换输出阶梯波。
 

 

　　D/A转换

 

　　该方案D/A转换采样样率高达2.5GSPS，射频输出。

 

　　DAC芯片的采样频率设计为2GSPS，主机驱动解交错数据以偏移二进制的格式送到这两个接口，每路数据的频率均为芯片时钟频率的1/2，即为1GHz。嵌入式DDR数据时钟输入端口(DCI)，主机在DCI时钟的上、下边沿均输出数据，DCI时钟频率为500MHz。DCI的时钟沿必须与数据位跃迁重合。输人数据的标称采样点是DCI时钟沿的中点，该点对应于数据眼的中心。同时为实现主机对DAC的同步操作，参考时钟4分频后经DCO接口送到主机，该频率与DCI时钟频率相同。
 

　　数据汇编器对接收来的两路1GHz的数据流进行重组，并在DAC核中进行数据重构，最终转换为模拟信号。
 

 

　　外围电路

 

　　REFIN输入一个参考频率，经过分频后作为鉴相频率与鉴相器N分频后的频率比较，鉴相器输出与相位误差成比例的电压，经过外部的环路滤波器控制带内外噪声与杂散，得到调谐电压，通过VCO使输出频率与设定值相同。输出同样是差分信号，经过三端滤波电容连接到时钟输入端口，为其提供稳定的工作频率。

 

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