基于AD9835的高压射频信号源设计
质谱仪等仪器系统中常需要千伏以上的电压．几百千赫兹到几兆赫兹的频率射频信号加到极板上，形成射频电场．调制离子束。近年来，在电子仪表与测试领域，直接数字频率合成DDS(Direct Digital Frequency Synthesis)技术逐渐取代了传统的模拟方式。因此，这里提出一种基于DDS AD9835的高压射频信号源的设计方案。
2 系统硬件设计
图l是该系统设计原理框图。单片机STC89C58控制DDS集成电路AD9835，输出所期望的频率正弦波信号。单片机还用于控制输出信号幅值，检测按键，控制液晶屏显示，并与PC通讯接收远程指令。AD9835输出的信号经宽带放大器uPCI676放大后，送至D／A转换器TLC7524，控制其幅值，TLC7524输出后经射频运算放大器AD829放大，再送入功放，经变压器升压，最后输出至负载。
2．1 频率发生模块
作为该系统设计的核心，频率发生模块是由AD9835和单片机构成。其中，AD9835是一款低功耗、可编程波形发生器，最高时钟频率为50 MHz。当AD9835的时钟为25 MHz时，其输出频率范围为DC~12．5 MHz，分辨率是0．005 82 Hz。AD9835控制灵活方便，采用串行方式加载数据，只需3根单片机端口线即可控制。图2为频率发生模块电路，SCLK、SDATA、FSYNC连接到单片机，接收控制命令。为了保证性能和抗干扰，最好将数字电源DVDD和模拟电源AVDD分开供电。电路布局时，电容应该尽可能地靠近AD9835放置。由于AD9835输出信号太弱，只有1.35 V，必须对其多级滤波放大。因此，AD9835输出先进行无源滤波，然后再通过宽带放大器uPC1676将信号放大到接近5 V。
2．2 幅值调节模块
为了实现以数字方式控制输出幅值，将DDS输出信号经滤波放大，送入D／A转换器TLC7524，单片机控制TLC7524实现幅值调节。其中，TLC7524采用直通方式，8位数字量一旦达到D7～DO输入端，便进行D／A转换，从而实现256级幅值调节。TLC7524采用电流工作模式，外接一片运算放大器AD829将电流电压变换为模拟电压输出。
2．3 信号放大模块
由于D／A转换器输出信号幅值小于5 V，需多级放大，因此选用AD829放大器。AD829是一款低噪、高性能高速运算放大器．压摆率230 V／μs，带宽750 MHz。±15 V供电，输出电压最大幅值可达28 VP-P满足系统设计需要。图3为电压放大模块电路，采用反相比例放大，其增益为R9/R12，手动调节R9调整电压输出幅值，C1电容有效滤除杂波。
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