同步多个1 GSPS直接数字频率合成器AD9910 (CN0121)

多个DDS器件同步后，就可以在多个频率载波实现相位和幅度的精确数字调谐控制。这种控制在雷达应用和用于边带抑制的正交(I/Q)上变频中很有用。

图1中的电路显示如何利用时钟发生器AD9520和时钟扇出缓冲器AD9910 ，来同步四个1 GSPS DDS芯片ADCLK846。其结果是四个AD9910器件的时钟和输出信号之间实现相位精确对准。

图1. 多个AD9910同步设置（原理示意图，未显示去耦、电源和所有连接）

 

图1所示电路由各产品的评估板相连构成。连接所用的电缆长度相互匹配。同步多个AD9910有三项基本要求，首先要求提供完全一致的参考时钟(REF CLK)。

该设置将AD9520用作各AD9910 DDS的参考时钟源。AD9520利用外部晶振和内部PLL工作，将相位对准的1 GHz参考时钟（PECL输出）分配给所有四个AD9910评估板。它还向Tektronix DG2020A数据模式发生器提供CMOS输出时钟，用于IO_UPDATE。

其次要求对准所有四个AD9910的SYNC_CLK上升沿。SYNC_CLK提供基准，以便实现完全一致的IO_UPDATE。SYNC_CLK对准利用AD9910的内部同步功能实现。ADCLK846向所有四个AD9910分配相位对准的SYNC_IN。有关AD9910同步功能的更多详细信息，请参考其数据手册。

图2显示AD9910内部同步电路禁用时的所有四个SYNC_CLK。请注意，即使参考时钟相位对准，SYNC_CLK本身也不一定会对准。

为使SYNC_CLK上升沿相位对准，将一个AD9910设置为主器件，将其它DDS设置为从器件。主器件的SYNC_OUT为LVDS信号，由ADCLK846缓冲并分配给所有AD9910评估板。SYNC_IN信号(LVDS)必须满足各器件系统时钟的内部设置与保持时间要求。AD9910还能够延迟主器件的SYNC_OUT，以便达到这一时序要求。为了提高灵活性，各器件的内部SYNC_IN路径均可独立延迟。

图2. SYNC_CLK未对准

 

在图1所示设置中，评估板之间的连接采用匹配电缆，因此可以使用内部默认延迟值来实现SYNC_CLK相位对准。图3显示通过上述同步程序而实现的SYNC_CLK相位对准。

最后，同步多个DDS器件要求IO_UPDATE完全一致。IO_UPDATE必须满足SYNC_CLK的设置与保持时间要求。图1所示的IO_UPDATE同步发送至SYNC_CLK。最后一项要求使DDS输出可控。

图4和图5显示相位对准的DDS输出。由于这些器件彼此同步，因而DDS之间的相位和/或幅度调整可预测。

请注意，图5中的系统时钟工作频率降至100 MHz，并且输出未经滤波，可显示各DDS的原始输出。图5还显示各器件输出相同信号时的同步值。

图3. SYNC_CLK已对准

 

图4. 采用图1所示设置、相位对准且经过滤波的DDS输出

 

图5. 采用图1所示设置、相位对准且未经过滤波的DDS输出