信號發(fā)生器在通信領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅要求信號發(fā)生器具有較高的穩(wěn)定性和精度，還要能快速切換頻點。本信號發(fā)生器PCBA方案采用可編程門陣列（FPGA）設(shè)備與高速D/A芯片相結(jié)合，采用直接數(shù)字合成技術(shù)（DDS法）產(chǎn)生連續(xù)波信號。DDS技術(shù)是從相位出發(fā)合成波形的技術(shù)，打破了傳統(tǒng)頻率合成技術(shù)的束縛，與傳統(tǒng)頻率合成方法相比具有頻率分辨率高、輸出相位噪音低、相位連續(xù)變化和轉(zhuǎn)換速度快等多種優(yōu)點，是全數(shù)字技術(shù)的關(guān)鍵隨著微電子技術(shù)和數(shù)字集成電路的發(fā)展，近年來DDS技術(shù)發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)。
 

 

　　原理

 

　　利用FPGA完成DDS核的功能，通過并串轉(zhuǎn)換技術(shù)產(chǎn)生兩路數(shù)字波形數(shù)據(jù)，并以低壓差分模式(LVDS)輸出，送入到DAC芯片。最終由DAC芯片經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出一定頻率的模擬信號。

 

　　DDS信號產(chǎn)生單元

 

　　DDS的工作原理如圖

 

　　主要包括相位累加器、波形存儲器(ROM)、D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器四個部分。其中相位累加器與波形存儲由FPGA完成。

 

　　在FPGA參考時鐘的上升沿，相位累加器對頻率控制字進行累加，得到相位對ROM尋址，完成相位一幅度轉(zhuǎn)換，讀取出相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出階梯波。
 

 

　　D/A轉(zhuǎn)換

 

　　該方案D/A轉(zhuǎn)換采樣樣率高達2.5GSPS，射頻輸出。

 

　　DAC芯片的采樣頻率設(shè)計為2GSPS，主機驅(qū)動解交錯數(shù)據(jù)以偏移二進制的格式送到這兩個接口，每路數(shù)據(jù)的頻率均為芯片時鐘頻率的1/2，即為1GHz。嵌入式DDR數(shù)據(jù)時鐘輸入端口(DCI)，主機在DCI時鐘的上、下邊沿均輸出數(shù)據(jù)，DCI時鐘頻率為500MHz。DCI的時鐘沿必須與數(shù)據(jù)位躍遷重合。輸人數(shù)據(jù)的標稱采樣點是DCI時鐘沿的中點，該點對應(yīng)于數(shù)據(jù)眼的中心。同時為實現(xiàn)主機對DAC的同步操作，參考時鐘4分頻后經(jīng)DCO接口送到主機，該頻率與DCI時鐘頻率相同。
 

　　數(shù)據(jù)匯編器對接收來的兩路1GHz的數(shù)據(jù)流進行重組，并在DAC核中進行數(shù)據(jù)重構(gòu)，最終轉(zhuǎn)換為模擬信號。
 

 

　　外圍電路

 

　　REFIN輸入一個參考頻率，經(jīng)過分頻后作為鑒相頻率與鑒相器N分頻后的頻率比較，鑒相器輸出與相位誤差成比例的電壓，經(jīng)過外部的環(huán)路濾波器控制帶內(nèi)外噪聲與雜散，得到調(diào)諧電壓，通過VCO使輸出頻率與設(shè)定值相同。輸出同樣是差分信號，經(jīng)過三端濾波電容連接到時鐘輸入端口，為其提供穩(wěn)定的工作頻率。

 

　　奧芯科技是專業(yè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計、電子方案開發(fā)、電子產(chǎn)品PCBA加工的深圳電子方案公司，主要設(shè)計電子產(chǎn)品包括工控、汽車、電源、通信、安防、醫(yī)療電子產(chǎn)品開發(fā)。

 

　　公司核心業(yè)務(wù)是提供以工控電子、汽車電子、醫(yī)療電子、安防電子、消費電子、通訊電子、電源電子等多領(lǐng)域的電子產(chǎn)品設(shè)計、方案開發(fā)及加工生產(chǎn)的一站式產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)服務(wù)，為滿足不同客戶需求可提供批量產(chǎn)品加工。