4GSPS任意波形發(fā)生器時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì).pdf

1、任意波形發(fā)生器作為電子測(cè)試領(lǐng)域廣泛使用的信號(hào)源，包括了波形合成模塊、輸出調(diào)理模塊、時(shí)鐘模塊、接口模塊等部分。時(shí)鐘模塊主要作用是為波形合成過程提供采樣時(shí)鐘，以及保證波形合成過程中各部分同步工作。
　　本文圍繞“4GSPS任意波形發(fā)生器”的時(shí)鐘模塊展開研究，針對(duì)4GSPS采樣率和通道偏差精密控制的要求，設(shè)計(jì)了雙通道偏差可精調(diào)的寬帶精密可變時(shí)鐘模塊，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.時(shí)鐘模塊需求分析。針對(duì)4GSPS任意波形發(fā)生器項(xiàng)目的指

2、標(biāo)要求，結(jié)合波形合成方案，確定了1GHz-2GHz頻率可調(diào)范圍、±1kHz精度、100Hz分辨率、輸出頻率為2GHz時(shí)的相位噪聲小于-76dBc/Hz@10kHz以及輸出功率不超出9dBm-15dBm范圍的采樣時(shí)鐘要求。結(jié)合通道偏差精密控制方案，確定了-1ns到+1ns調(diào)節(jié)范圍，10ps分辨率的時(shí)鐘偏差精調(diào)要求。
　　2.時(shí)鐘模塊方案設(shè)計(jì)。針對(duì)采樣時(shí)鐘的頻率相關(guān)指標(biāo)要求，研究了現(xiàn)代頻率合成技術(shù)，結(jié)合DDS分辨率高、捷變速度快和PL

3、L輸出頻率范圍大的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了DDS激勵(lì)PLL的寬帶精密可變時(shí)鐘生成方案；針對(duì)時(shí)鐘通道獨(dú)立/同步以及外部時(shí)鐘可選擇的功能要求，設(shè)計(jì)了時(shí)鐘源切換方案；針對(duì)時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)的指標(biāo)要求，通過比較幾種偏差調(diào)節(jié)的方法，設(shè)計(jì)了延遲線調(diào)節(jié)時(shí)鐘偏差的方案。
　　3.時(shí)鐘模塊硬件設(shè)計(jì)。結(jié)合時(shí)鐘頻率相關(guān)指標(biāo)要求和DDS激勵(lì)PLL的寬帶精密可變時(shí)鐘生成方案，選擇以AD9912和ADF4351為核心芯片，設(shè)計(jì)了時(shí)鐘生成電路。結(jié)合時(shí)鐘源切換方案，使用模擬開關(guān)和

4、時(shí)鐘分配芯片設(shè)計(jì)了時(shí)鐘源切換電路。結(jié)合時(shí)鐘偏差精密調(diào)節(jié)方案，選擇延遲線芯片SY100EP196V作為延遲單元，設(shè)計(jì)了時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)電路。
　　4.時(shí)鐘模塊驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。按照功能的劃分，分別分析了時(shí)鐘生成、時(shí)鐘源切換、時(shí)鐘偏差精密調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)流程。
　　經(jīng)過測(cè)試，輸出的時(shí)鐘信號(hào)頻率可調(diào)范圍為1GHz-2GHz，頻率精度小于±1kHz，分辨率100Hz，輸出頻率為2GHz時(shí)的相位噪聲優(yōu)于-83dBc/Hz@10kHz，輸出功