一種多通道直接數(shù)字頻率合成器的設(shè)計(jì)

陳鐘鵬,華 玲

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇無錫 214072）

1 引言

直接數(shù)字頻率合成 (DDS)技術(shù)是從相位概念出發(fā)，直接合成所需要波形的一種新的頻率合成技術(shù)。由于建立時(shí)間快、相位可連續(xù)性變化、轉(zhuǎn)換時(shí)間快、頻率精度高、頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今電子系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用[1～2]。DDS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是相控陣?yán)走_(dá)T/R組件，一個(gè)相控陣?yán)走_(dá)T/R組件中需要用到數(shù)百乃至上萬片單片DDS芯片，即使不同芯片間由統(tǒng)一的時(shí)鐘來驅(qū)動(dòng)同步工作，但由于芯片內(nèi)部電路的延遲不同，仍會(huì)影響不同通道間的同步。將多個(gè)DDS集成在同一個(gè)芯片中可有效解決這種不同步現(xiàn)象。因此，本文設(shè)計(jì)了一款多通道DDS芯片，內(nèi)部集成四個(gè)DDS核及四通道DAC，每個(gè)核都可以進(jìn)行獨(dú)立的頻率、相位、幅度控制，可以靈活校準(zhǔn)由于對(duì)模擬信號(hào)的濾波、功放以及PCB布線相關(guān)的不匹配造成的信號(hào)失配。并且所有的通道共用同一個(gè)時(shí)鐘，內(nèi)在同步，并對(duì)DDS內(nèi)核使用的CORDIC算法進(jìn)行改進(jìn)，有效降低芯片功耗。

2 基本原理

2.1 單路DDS原理介紹

單路DDS電路的原理框圖如圖1所示。數(shù)字化的頻率信息（頻率字FTW）首先通過相位累加器轉(zhuǎn)換成相位信息，轉(zhuǎn)換方法就是每個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘在初始相位信息上加上頻率字FTW，當(dāng)其和大于2N時(shí)溢出，完成一個(gè)周期的變化。

相幅轉(zhuǎn)換器最初是利用查找ROM表來實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期的正弦或者余弦波形。將所有函數(shù)采樣2N個(gè)點(diǎn)存放在ROM中并量化為W位的幅度值，然后用相位累加器結(jié)果作為地址控制輸出。……