AD9914 PXIe跳频卡

1概况  

该模块基于PXIE和网络接口控制的DDS跳频及控制模块，支持线性跳频，文件随机跳频，并具有扫功率的功能。该模块使用ADI公司的高性能直接数字频率合成器芯片AD9914，该芯片内置一个12位数模转换器，目标工作速率最高达3.5 GSPS。该器件采用先进的DDS技术，连同高速、高性能数模转换器，构成数字可编程的完整高频合成器，能够产生最高1.4 GHz的频率捷变模拟输出正弦波。AD9914专为提供快速跳频和精密调谐分辨率（标准模式下32位、可编程模数模式下64位）而设计。这款器件还实现了快速相位与幅度跳频功能。频率调谐和控制字通过串行或并行I/O端口载入AD9914。它还支持在用户定义线性扫描模式下工作，可产生频率、相位或幅度的高度线性扫描波形。另外集成了一个高速并行数据输入端口，可支持极性调制方案的高数据率以及相位、频率和幅度调谐字的快速编程，AD9914的内部框图，及其输出特性见下图1和2.

图1 AD9914内部框图

图2 AD9914 DAC输出特性

该芯片的控制部分使用Xilinx 公司的XC6SLX45T配合高速的64Mb RAM，构成片外大容量异步FIFO，保证DDS控制参数的实时发送，原理框图如图3所示。

图3  总体简要框图

      板卡实物如图4所示。

图4  板卡实际图

2技术指标

1）         通道数：1

2）         输出：阻抗50Ω，SMA 阴头

3）         耦合方式：DC

4）         输出频率：DC~1200Mhz

5）         输出功率：-60dbm ~ -5dbm

6）         相位噪声：-120dbc/hz@10Khz,500Mhz(外时钟下)

7）         参考时钟：3500Mhz，支持内外时钟（-10dbm~10dbm）

8）         最小步进频率：1hz

9）         最小步进时间：240ns

10）      频率稳定度：10^-8;

11）      控制接口：PXIE，LAN（RJ45）

12）      跳频文件大小：5GB

13）      工作及存储温度： 工作温度 -10℃ ~ 50℃

                           存储温度 -20℃ ~ 70℃

3 接口定义

外部接口如图5所示，接口说明见表1。

图5 外部接口

表1

4文件跳频协议

1）         文件格式

文件后缀为.dat,格式如下表2

频率字个数（4字节）  时间间隔（4字节） 频率控制字

                    表2

2）         频率控制字与实际频率转换公式

 频率控制字 = 实际频率*2^32/CLK

           举例：外时钟为3500Mhz，实际输出100.5Mhz的信号，则

频率控制字 =    100.5*2^32/3500 = 123326918

         3)    文件跳频举例说明

举例：外时钟为3500Mhz，输出5随机频率，频率如下10Mhz，2Mhz，3.3Mhz， 0.01Mhz， 1200Mhz，跳频时间间隔为240ns，文件名为1.dat 。

频率个数    5    = 00 00 00 05 （十六进制）

时间间隔    240 = 00 00 00 F0 （十六进制）

频率字1： 10Mhz  =  10*2^32/3500  = 12271335= 00BB3EE7

频率字2：  2Mhz     =  2*2^32/3500  = 2454267 = 002572FB

频率字3： 3.3Mhz   =  3.3*2^32/3500 = 4049541= 003DCA85

频率字4： 0.01Mhz  =  0.01*2^32/3500= 12271  = 00002FEF

频率字5： 1200Mhz =  1200*2^32/3500= 1472560216 = 57C57C58

1.dat中的内容为

 00 00  00 05 00 00 00 F0 00 BB 3E E7 00 25 72 FB

            00 3D CA 85 00 00 2F EF 57 C5 7C 58