高性能DDS芯片AD9954及其应用

AD9954内部的1024×32静态RAM具有双向单一入口，对它进行的读/写操作不能 同时进行，写操作优先。RAM的使能位是CFR<31>（控制功能寄存器31位），此位为低时，对RAM的操作只能通过串行端口；此位为高且 CFR<30>为逻辑0时，RAM的输出为相位累加器的输入，此时给芯片提供的是频率转换字；此位为高且CFR<30>AD9954内部的1024×32静态RAM具有双向单一入口，对它进行的读/写操作不能 同时进行，写操作优先。RAM的使能位是CFR<31>（控制功能寄存器31位），此位为低时，对RAM的操作只能通过串行端口；此位为高且 CFR<30>为逻辑0时，RAM的输出为相位累加器的输入，此时给芯片提供的是频率转换字；此位为高且CFR<30>为逻辑1 时，RAM的输出可作为相位偏移加法器的输入给芯片提供相位偏移控制字。写RAM的操作首先通过控制PS1、SP0来选择RAM段。然后再对相应的RAM 控制寄存器写RAM操作的地址变化率、起始地址、终止地址、模式控制和停留方式位。RAM段控制寄存器的5、6、7位可用来指示RAM操作的5种模式，即 直接转换模式、上斜坡模式、双向斜变模式、连续双向斜变模式和连续循环模式。其中连续循环模式是使能RAM，RAM模式控制字为100，这种模式可提供自 动、连续、单向的扫频，地址发生器从起始地址开始，当其增加到终止地址后会自动回到起始地址重新开始下次循环。

RAM段控制寄存器的39～24位可定义RAM控制器在每个地址停留的SYNC_CLK的周期数，取值范围是1～65535；9、8、23～16位用于定义10位终止地址；3～0、15～10位则用于定义10位起始地址。

5 在高速调制系统中的应用

调制信号对干扰有较强的抵抗作用，同时对相邻信道的信号干扰也较小，并具有解调方便且易于 集成等优点，因此数字调制信号系统可广泛应用于现代通信设备及科研教学仪器中。由于受频率精确度、稳定度和范围等因素的制约，提高数字调制方式中的FM速 度是难点，用高性能DDS芯片AD9954可以很好的解决这个问题。AD9954具有良好的频率分辨率和快速、连续的变频能力，它内部有静态RAM，能实 现高速数字调频。

数字调制信号系统的框图如图4所示。本系统采用DSP作为控制电路的核心，来向AD9954写命令字，AD9954将产生所需频率的正弦或调制信号，并经低通滤波器后输出。

AD9954 的串口与DSP相连，DSP通过AD9954的CS、SCLK、SDIO和SDO管脚向AD9954写入数据和控制字。首先设置特定的寄存器控制字，以允 许RAM工作，接着将RAM输出作为相位累加器的输入给芯片提供频率转换字，然后写好RAM段控制寄存器的值，定义好起始地址、终止地址并选择好工作模 式。例如，在RAM地址256～511中写入计算好的频率值，主要操作过程如下：

（1）允许RAM操作，清除CFR<30>；

（2）选择模式5即连续循环模式；

（3）选择RAM段1，PS0=1,PS1=0；

（4）指令字节为00001001；

（5）定义通信阶段的通信周期数为256，把数据写入RAM存储器地址256～511中；

（6）改变I/O UPDATE启动模式工作。

本系统可由地址的变化速率来计算调制速度，地址变化速率RAM段控制寄存器中的地址变化率 控制字决定，其值的范围是1～65535，定义的时间是SYNC_CLK的周期数。由于SYNC_CLK最大为100MHz，从而决定了地址变化率控制字 为1时能定义的最快速度为100MHz，假设一个波形要采集256个点，那么调制速度为100 MHz/256=400kHz；如果采样点为100个，则调制速度可达100 MHz/100=1 MHz。由于AD9954产生的调制波形采样点多，采样时间精确，因此波形性能较好。

6 结束语

高性能DDS芯片由于其AD9954内部集成有RAM，因此，利用RAM的存储功能，能够产生频率分辨高，波形性能好，调制速度高达1 MHz的调频波，该速度是其他DDS芯片的几十～几百倍，因而可广泛应用于数字调制系统的设计之中。