基于AD9850的信號發生器的設計與實現

摘 要：介紹ADI公司出品的AD9850芯片，給出芯片的引腳圖和功能。并以單片機AT89S52為控制核心設計了一個串行控制方式的正弦信號發生器的可行性方案，給出了單片機AT89S52與AD9850連接電路圖和調試通過的源程序以供參考。該電路設計方案正確可行，頻率容易控制，操作簡單靈活，且具有廣闊的應用前景。
關鍵詞：AT89S52；AD9850；直接頻率合成技術；信號發生器

直接數字頻率合成技術(DDS)是20世紀末迅速發展起來的一種新的頻率合成技術，它將先進的數字處理技術與方法引入信號合成領域，表現出優越的性能和突出的特點。由于DDS器件采用高速數字電路和高速D／A轉換技術，具有頻率轉換速度快、頻率分辨率高、相位噪聲低、頻率穩定度高等優點，此外，DDS器件很容易實現對信號的全數字式調制。因此，直接數字頻率合成器以其獨有的優勢成為當今電子設備和系統頻率源的首選器件。本文介紹了ADI公司出品的AD- 9850芯片，以單片機AT89S52為控制核心完成正弦信號發生器的可行性設計方案，并給出了調試通過的源程序以供參考。

1 AD9850芯片性能及管腳功能
AD9850采用了先進的CMOS工藝，支持5 V和3．3 V兩種供電電壓，在3．3 V供電時功耗僅為155 mW，擴展工業級溫度為-40～+80 oC。支持并行或串行輸入控制接口形式，最大支持時鐘頻率為125MHz，此時輸出的頻率分辨率達0．029 1 Hz。采用28腳SSOP表面封裝形式，其管腳功能如圖1所示。

AD9850分為可編程序DDS系統、高性能數／模變換器(DAC)和高速比較器三部分，其中可編程DDS系統包含輸入寄存器、數據寄存器和高速DDS三部分。高速DDS包括相位累加器和正弦查找表，其中相位累加器由一個加法器和一個32位相位寄存器組成，相位寄存器的輸出與一個5位的外部相位控制字相加后作為正弦查找表的地址。正弦查找表包含一個正弦波周期的數字幅度信息，每一個地址對應正弦波中O～360范圍的一個相位點。查找表輸出后驅動10 b的DAC轉換器，輸出兩個互補的電流，其幅度可通過外接電阻Rset來調節，輸出電流可由Iset=32(1．248 V／Rset)來計算，Rset的典型值為3．9 kΩ。輸出信號經過外部的一個低通濾波器后接到AD9850內部自帶的高速比較器，即可產生一個與正弦波同頻率且抖動很小的方波。

2 AD9850的控制字及控制時序
AD9850的控制字有40位，其中32位是頻率控制位，5位是相位控制位，1位是電源休眠控制位，2位是工作方式選擇控制位。在應用中，工作方式選擇位設為00，因為01，10，11已經預留作為工廠測試用。相位控制位按增量180°，90°，45°，22．5°，11．25°或這些組合來調整。頻率控制位可通過下式計算得到：

其中：fout要輸出的頻率值；fr為參考時鐘頻率；W為相應的十進制頻率控制字，然后轉換為十六進制即可。