数字频率合成精解:用DDS器件产生高质量波形

图5.利用AD9834或AD9838 DDS的调谐字选择器实现FSK编码。
相移键控(PSK) 是另一种简单的数据编码形式。在PSK中,载波的频率保持不变,通过改变发射信号的相位来传递信息。可以利用多种方案来实现PSK。最简单的方法通常称为二进制PSK(即BPSK),只采用两个信号相位:0°(逻辑1)和180°(逻辑0)。各位的状态取决于前一位的状态。如果波的相位不变,则信号状态将保持不变(低或高)。如果波的相位改变180°,即相位反转,则信号状态将改变(低变为高,或高变为低)。PSK编码可以轻松在DDS产品中实现,因为多数器件都有一个独立的输入寄存器(相位寄存器),可以加载相位值。该值被直接添加到载波的相位,而不改变其频率。更改该寄存器的内容将调制载波的相位,结果产生一个PSK输出。对于要求高速调制的应用,内置相位寄存器对的AD9834和AD9838允许其PSELECT引脚上的信号在预加载的相位寄存器之间变换,以根据需要调制载波。
更复杂的PSK采用四个或八个波相位。这样,每当相位发生变化时,二进制数据的传输速率将高于BPSK调制。在四相位调制 (正交 PSK),中,可能的相位角度为0°, +90°, −90°, 和 +180°;每次相位变换可能代表两个信号因子AD9830, AD9831, AD9832, 和 AD9835 提供四个相位寄存器,通过连续更新寄存器的不同相位偏移,可以实现复杂的相位调制方案。
以同步模式利用多个DDS元件实现I/Q功能
许多应用要求产生两个或两个以上具有已知相位关系的正弦波或方波信号。一个常见的例子是同相和正交调制(I/Q),在这种技术中,在0°和90°相位角度从载波频率获得信号信息。可以用相同的源时钟来运行两个单独的DDS元件,以输出可以直接控制和操作其相位关系的信号。在图6中,用一个基准时钟对AD9838器件编程;相同的RESET引脚用于更新两个器件。这样,可以实现简单的I/Q调制
RESET必须在上电后以及向DDS传输任何数据之前初始化。结果可将DDS输出置于已知相位,使其成为共同的参考角度,以便同步多个DDS器件。当新数据被同时送至多个DDS器件时,DDS之间可以保持相关相位关系,或者通过相位偏移寄存器可以预测性调整多个DDS之间的相对相位偏移。AD983x系列DDS产品拥有12位相位分辨率,有效分辨率为0.1°。
图6.同步两个DDS元件。
有关同步多个DDS器件的更多信息,请参阅应用笔记AN-605 同步多个基于DDS的频率合成器AD9852.
网络分析
电子世界中的诸多应用都需要收集和解码来自网络的数据,例如模拟测量和光学通信系统。正常情况下,系统分析要求是为了以幅度和相位已知的频率模拟电路或系统,并分析通过系统的响应信号的特性。
对响应信号收集的信息用于确定关键系统信息。测试网络的范围(见图7)可能非常宽泛,包括电缆完整性测试、生物医学传感和流速测量系统。无论何时,只要基本要求是产生基于频率的信号并将响应信号的相位和幅度与原始信号进行比较,或者是要通过系统激励一系列频率,或者要求具有不同相位关系(如具有I/Q功能的系统中)的测试信号,则可利用直接数字频率合成IC,方便、优雅地通过软件以数字方式控制激励频率和相位。
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