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(多图) AD9833型高精度可编程波形发生器及其应用

来源:中电网/中南大学 信息科学与工程学院 刘国良?? 廖力清?? 施进平?? 2006年07月28日 ?? 收藏0

?????? 1 引言

?????? AD9833是ADI公司生产的一款低功耗,可编程波形发生器,能够产生正弦波、三角波、方波输出。波形发生器广泛应用于各种测量、激励和时域响应领域,AD9833无需外接元件,输出频率和相位都可通过软件编程,易于调节,频率寄存器是28位的,主频时钟为25MHz时,精度为0.1Hz,主频时钟为1MHz时,精度可以达到0.004Hz。

?????? 可以通过3个串行接口将数据写入AD9833,这3个串口的最高工作频率可以达到40MHz,易于与DSP和各种主流微控制器兼容。AD9833的工作电压范围为2.3V-5.5V。

?????? AD9833还具有休眠功能,可使没被使用的部分休眠,减少该部分的电流损耗,例如,若利用AD9833输出作为时钟源,就可以让DAC休眠,以减小功耗,该电路采用10引脚MSOP型表面

贴片封装,体积很小。

?????? AD9833的主要特点如下:

?????? 频率和相位可数字编程;

?????? 工作电压为3V时,功耗仅为20mW;

?????? 输出频率范围为0MHz-12.5MHz;

?????? 频率寄存器为28位(在25MHz的参考时钟下,精度为0.1Hz);

?????? 可选择正弦波、三角波、方波输出;

?????? 无需外界元件;

?????? 3线SPI接口;

?????? 温度范围为-40℃-+105℃。

?????? 2 AD9833的结构及功能

?????? 2.1 电路结构

?????? AD9833是一块完全集成的DDS(Direct Digital Frequency Synthesis)电路,仅需要1个外部参考时钟、1个低精度电阻器和一个解耦电容器就能产生高达12.5MHz的正弦波。除了产生射频信号外,该电路还广泛应外于各种调制解调方案。这些方案全都用在数字领域,采用DSP技术能够把复杂的调制解调算法简化,而且很精确。

?????? AD9833的内部电路主要有数控振荡器(NCO)、频率和相位调节器、Sine ROM、数模转换器(DAC)、电压调整器,其功能框图如图1所示。

????????? 功能框图

?????? AD933的核心是28位的相位累加器,它由加法器和相位寄存器组成,每来1个时钟,相位寄存器以步长增加,相位寄存器的输出与相位控制字相加后输入到正弦查询表地址中。正弦查询表包含1个周期正弦波的数字幅度信息,每个地址对应正弦波中0°-360°范围内的1个相位点。查询表把输入的地址相位信息映射成正弦波幅度的数字量信号,去DAC输出模拟量,相位寄存器每经过228/M个MCLK时钟后回到初始状态,相应地正弦查询表经过一个循环回到初始位置,这样就输出了一个正弦波。输出正弦波频率为:

?????? fOUT=M(fMCLK/228) (1)

?????? 其中,M为频率控制字,由外部编程给定,其范围为0≤M≤228-1。

?????? VDD引脚为AD9833的模拟部分和数字部分供电,供电电压为2.3V-5.5V。AD9833内部数字电路工作电压为2.5V,其板上的电压调节器可以从VDD产生2.5V稳定电压,注意:若VDD小于等于2.7V,引脚CAP/2.5V应直接连接至VDD。


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波形发生器? 高精度? 可编程?

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