AD9910使用心得-fanfanStudio

AD9910是ADI提供的一款DDS，由于以前项目一直使用的是AD9858，一直想用新的器件替换掉（虽然在别人眼里AD9910也算是老掉牙的器件），对于我来说没用过就是新的，也因为没用过对我来说是困难重重，由于手头参考资料少，网络大多数资源参考价值少，可能这种器件受行业范围限制，不会有那么多信息提供，本人不才，在项目中遇到好多的问题，一步步走来，我想把我工作中遇到的问题分享出来，以供大家参考，有些不对地方烦请指正，废话不多说，开始吧

硬件篇

由于PCB板面积限制没有加并行连接端口，也就是说，所以就不能实现并行数据端口调制模式。

                         图1AD9910原理图

根据图片中编号加以说明:

1.输出信号，就是你要产生的信号，官方给的原理图在这部分做了低通滤波，我这外部有滤波器就取消掉了，更具实际项目而定。

2.这部分是AD9910的参考时钟输入，也就是说你要输出的频率的参考源来自这里，也就是官方文档的第一句话

也就是说AD9910内部最高支持1G输入，根据奈奎斯特定理（我也仅仅是知道个人名，写出来装个逼），所以高达400MHz输出，我用的是外部直接输入1G，然后产生200MHz的调制信号，如果是采用我这种直接驱动方式，95管脚XTAL_SEL就得接AGND，另外一种晶体驱动没用过。

       还有个比较重要的地方就是，输出信号一定要有外屏蔽，像我这种直接将输出信号搭到焊盘上，由于腔体之间的缝隙就会有输入信号串扰进来，导致输出有很大杂散，推荐接头如图3

 

 

图3 SMA接头推荐

3.这就是95管脚XTAL_SEL，我就是画原理图是没注意，在这地方弄错了，接到1.8V上了，接地就好了

4.官方这么写的，我就这么画了，其实我的理解就是，pin3管脚和别的管脚单点连接，也不知道有啥用。

5.外部环路滤波，我是直接驱动，所以没有用到。

6.电源的滤波电容，注意将数字地与模拟地单点用磁珠单点连接

注：千万不要开关电源，供电如下，我用两个LT1963分别提供AVDD和DVDD 1.8V

然后再用AMS1117分别提供AVDD和DVDD 3.3V

软件篇

       这部分也是最麻烦的，问题也是最多的，网络资源也比较少，所以在此总结出来，供大家参考，有些方法也是我一点点试出来的，有些不对的地方烦请指正，AD9910共有四种模式分别是：

• 单频调模式模式
• RAM调制模式
• 数字斜坡模式（DRG模式）
• 并行数据端口调制模式

由我做的硬件不支持，所以就没有试过并行数据端口调制模式，在这也不做介绍，下面我会对前三种模式遇到的问题一一进行说明。

       AD9910它是一个串行通信的器件（不要给我说它有并行数据端口调制模式，你要实现前三种模式就必须是串行通信），

所以这个和AD9858的并行控制方式有很大的区别，也就是说以前用到的AD9858控制方式就此无法使用，只能自己写了，哈哈哈。我用的控制器件是FPGA，看清楚就是FPGA，用FPGA实现串行控制真是一种折磨，由于没有找到有关官方的verilog写的控制代码，只能去网上找别人的作为参考，在此将时序图贴出来仅供参考，具体代码还是自己去写吧。

串口发送时序关系如下：

图4串口时序关系

如图4截图发送寄存器CFR1和CFR2，前面8bit是地址，后面32bit是数据，依次循环，将你所需要的数发送出去，这部分可以参考官方文档理解，在这里我想要说的是，AD9910串口数据是先发送8bit地址，然后数据，只有整个一组数据地址全部完成后，数据地址指针才能恢复到地址位的第一位，在这里为了确保每次一组地址数据结束后，指针能够恢复到地址起始位，所以每次一组地址数据接收，就进行io_reset，让其指针强制恢复到起始位，这要做可以保证sclk在出现干扰时，整个串口数据不会错乱，这种方式仅供参考。

去官网下个AD9910的软件，这样你就不需要自己去计算配置寄存器值了

   图5寄存器配置图

       如图5是1G外部输入，不需要分频，所以把DividerDisable勾勾打上。

Reg Addr(Hex) 是配置寄存器的地址，后面是数据，可以看到不同的地址，后面的数据长度是不同的。

       下面将三种产生调制信号的模式分别讲下：

单频调制模式

       单频调制模式也就是出个点频，配置输出点频首先要初始化，分别是三个寄存器CFR1、CFR2、CFR3，比如需要配置两个点频，配置profile0地址0x0E和profile1地址0x0F具体含义参考AD9910官方文档的说明，都有详细的解释。

      

图6配置点频示例

Profile0和profile1的设置如图6，注意Amplitude SF 虽然是灰色的，但是是可以设置的，这个值是幅值，在频谱仪上对应的是功率，最大值位1，满幅值输出，此时AD9910的输出功率为0dB，对应的寄存器值就是

，把这些寄存器都配置好了，还有一个关键点，就是你得io_updata，这样才能把寄存器更新到实际产生频率的寄存器内，说的有点拗口，但是也挺好理解的，你为这样就好了，可以输出漂亮的点频了，哈哈哈，还差一个，就是我举例产生两个点频，这是怎么做到的哪，那就得靠图7，看清楚不要和寄存器profile0~7混淆，AD9910支持8独立的点频，所以它就有了8个profile寄存器，而要切换这几个频点就靠这个PRFILE管脚了，比如，我现在设置的是profile0和profile1寄存器，那么我这个PRFILE管脚就在PRFILE=3‘b000时输出profile0寄存器的值；PROFILE=3’b001时输出profile1寄存器，这样就能快速的切换点频了，顺带附一张漂亮的点频图8。

图7 PROFILE管脚

 

图8帅气的点频频谱示意图

RAM调制模式

       RAM调制模式，我觉得这个模式还是挺不错的，对于产生相对复杂的调制信号还是相当不错的，这个RAM模式的意思时这样的，

官方文档时这写的那这个1024个32bitRAM到底时干啥的，其实仔细看文档不难理解，就是可以存放1024个点频寄存器值，然后设定好间隔时间，就这样可以连续的产生这些点频，也就是说可以产生线性调频信号或者非线性调频信号，就看你RAM是怎么个设置方法了，就这么简单，说起来简单，但是做起来，还是有好多的细节问题，有时候把文档看了几遍都理解不了其中的意思，还是直接上手，一点点试，下面我就具体介绍下怎么去操作，然后对照文档就更好理解了

       首先要使用RAM模式，第一步时写入RAM表，其次才能去调用RAM表里的数据，

写入RAM表，我的做法是先将RAM使能位置0，也就是CFR1 = 32‘h00000000;其实上电默认也是不使能RAM模式，也可以不用配置，接下来就是写RAM表，先看文档，1024个32bit根据据实际情况看需要写多少个，比如写500个点，用EXCEL表做一个公式，产生500个点，中心200MHz，带宽20MHz的一个线性调频信号，那么间隔点就是20/500=0.04MHz，32bit寄存器计算公式=DEC2HEX(POWER(2,32)*(输出频率/参考频率))，直接用EXCEL就能得到一组32bit的寄存器值；我在这里举例的写入一个连续的调制信号，也可以写入不连续的几段寄存器，可以将不同的数据段进行划分，最多可以划分8段，先不多说，我直接讲我怎么实现：

       不管我要几段，我先将其按照一段数据直接写入，这块不太好讲，首先配置分段的寄存器，你会发现这TMD不就是刚才单频调制寄存器吗，其实就是，地址都一样，哈哈哈，那我就配置RAM profile0寄存器，因为是写入RAM表，所以最主要的是结束和起始地址，把这个写好。

图9 RAM模式地址表

图10 RAM 寄存器

 

还是用AD9910官方提供的软件，计算地址表，那就开始写吧，我先写了个CFR3，貌似没啥用，关键是我器件加电只写依次RAM数据表，所以器件加电后，RAM模式是不使能的，还有一个关键电，就是你在配置RAM profile0时候，PROFILE管脚必须对应到PROFILE=3’b000，这是必须的。因为我只配置profile0,所以也不用切换PROFILE管脚，ram profile0 配置完后，io_updata更新下，接下来就可以写RAM表，首先写地址0x16 然后就是你的一大堆数据了，这样整个RAM表写完。

图11写RAM

那么我只是写入了数据表，我怎么产生信号呢，那我就以官方提供的这张图12，采用上斜坡模式来实现，执行profile0，profile1，然后终止。

图12两段调制信号切换示意图

要实现图12调制信号（仅作示意），我们就得将刚才写入AD9910 ram表进行重新数据段的划分，比如已知0~300地址是RAM profile0， 301~499地址是RAM profile1，那么将地址ram profile寄存器写入，记住写入地址的时候PRFIEL管脚一定要对应于profile寄存器，如图13所示，注意写profile寄存器时候一定要将RAM使能关掉，当然都到这一步了，你应该就已经初始化了配置CFR1，CFR2，CFR3，我再强调一遍，RAM使能这个也就是CFR1[31]这一位，即使你不进行io_updata,只要这一位是1’b1，就会影响你整个配置ram profile寄存器。

 

图13写入两段地址

这样分配好地址段，就可以使能RAM模式了，然后再来个io_updata,就能实现profile0~profile1的调制信号了，当你高兴的看到可以产生调制信号了，你会发现，卧槽怎么驻留了，我只要脉冲内有信号怎么办？有一种办法可以解决，有点投机取巧，那就是，我再来个地址段profile2，当然这个profile2是用来放0频的，这样你profile0~profile2就能实现脉冲内的调制信号了，点到为止，就这样了，还有别的方式自己试吧（这里面其实还有好多问题，比如读取数据怎么是个反的）。还有一个问题说一下，就是产生这个信号有两种方式，一是io_updata，另一种方式是PROFILE管脚变化，具体项目，具体对待。

图14 线性调频信号频谱示意图

 

图15 线性调频信号时域示意图（随便找的图）

注：图8，14，15只是想说明产生信号的效果，并非实际AD9910信号

数字斜坡模式（DRG模式）

       DRG模式其实就使用来实现简单的线性调频的，如果你调制信号不复杂，用这种方式也就够了，他只需要配置几个寄存器就可以实现线性调频信号，就是做正负斜率切换的时候，有点费劲。

       初始化配置寄存器，CFR1，CFR2，CFR3，具体寄存器值用AD9910官提供的软件就行，其次就是DRR，DRL，DRS这三个寄存器，配置需要产生扫频的相关参数，如图16 要产生从100Mhz到200Mhz的脉宽100us线性调频信号，设置sweep frequency0，sweep frequency1和各自对应的间隔时间和频率步进量，200Mhz-100Mhz=100，脉宽100us，假设间隔时间设置位0.1us，那频率步进量就是0.1MHz，如果是时间间隔1us，那频率步进量就是1MHz，根据实际情况而定；如果需要外部OSK，可以使能外部OSK功能，此时还得配置ASF寄存器，主要就是这些寄存器，其他自己摸索去吧。

      

 图16 DRG模式配置

如果你需要实现正负斜率切换，参考官方文档是这样描述的

看着这貌似挺简单的，DRCTL=1正斜率，DRCTL=0负斜率，哈哈哈，图样图森破，我也没太理解官方写的到底是啥意思，其实正确的使用方法是：假如你要出正斜率，那么寄存器CFR2设置No Dwell high

，此时DRCTL上升沿就会产生正斜率，要产生负斜率，那么寄存器CFR2设置No Dwell low ，

此时DRCTL下降沿就会产生负斜率，正负斜率的驱动需要靠DRCTL的沿来驱动。