AD9838 11mW功耗、2.3V至5.5V的完整DDS技术手册

概述
AD9838是一款低功耗DDS器件，能够产生高性能正弦波和三角波输出。其片内还集成一个比较器，支持产生方波以用于时钟发生。当供电电压为2.3 V时，其功耗仅为11 mW，非常适合对功耗敏感的应用。

AD9838提供相位调制和频率调制功能。频率寄存器为28位；时钟速率为16 MHz时，可以实现0.06 Hz的分辨率；而时钟速率为5 MHz时，则可以实现0.02 Hz的分辨率。配置频率和相位调制的方法是通过串行接口加载寄存器，然后通过软件或FSELECT/PSELECT引脚切换寄存器。

AD9838通过一个3线串行接口写入数据。该串行接口能够以最高40 MHz的时钟速率工作，并且与DSP和微控制器标准兼容。

该器件采用2.3 V至5.5 V电源供电。模拟和数字部分彼此独立，可以采用不同的电源供电；例如，AVDD可以是5 V，而DVDD可以是3 V。

AD9838具有关断引脚(SLEEP)，支持从外部控制关断模式。器件中不用的部分可以关断，以将功耗降至低点。例如，在产生时钟输出时，可以关断DAC。

AD9838采用20引脚LFCSP_WQ封装。
数据表：*附件：AD9838 11mW功耗、2.3V至5.5V的完整DDS技术手册.pdf

应用

• 频率激励/波形发生
• 频率相位调谐和调制
• 低功耗RF/通信系统
• 液体和气流测量
• 传感器应用：接近度、运动和缺陷检测
• 测试与医疗设备

特性

• 2.3 V至5.5 V电源供电
• MCLK速率：16 MHz（B级），5 MHz（A级）
• 输出频率高达8 MHz
• 正弦波/三角波/方波输出
• 片上集成比较器
• 3线SPI接口
• 扩展温度范围：−40°C至+125°C
• 关断选项
• 当供电电压为2.3 V时，功耗为11 mW
• 20引脚LFCSP封装

框图

时序图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

AD9838提供的多种输出选项，使其适用于广泛的应用场景，包括调制应用。AD9838可用于执行简单的调制方式，如频率转换键控（FSK）。更为复杂的调制方案，如高斯最小移频键控（GMSK）和正交相移键控（QPSK），也能通过AD9838来实现。

在FSK应用中，AD9838的两个频率寄存器会被加载不同的值。其中一个频率代表频移空间频率，另一个则代表标记频率。通过使用数字数据流中的FSELECT引脚，AD9838可在这两个频率之间对载波频率进行调制。

AD9838配备两个相位寄存器，这使得该器件能够实现相移键控（PSK）。在PSK调制中，当调制器的最低有效位（LSB）输入为高电平时，载波频率的相位会发生相应的改变。

AD9838同样适用于信号发生器应用。利用板载比较器，该器件可用于生成方波。

鉴于其低电流消耗特性，该器件也适用于可将其用作本地振荡器的应用场景。

接地与布局

承载AD9838的印刷电路板在设计时，应确保模拟部分和数字部分相互分离并限定在特定区域内。这有助于实现接地层的分离，而这是一种普遍认为能为接地平面提供最佳屏蔽效果的技术。数字接地平面和模拟接地平面应仅在一处连接。对于AD9838而言，是唯一需要进行AGND（模拟地）到DGND（数字地）连接的器件，其AGND引脚和DGND引脚应进行连接。如果在一个系统中，多个器件都需要AGND到DGND的连接，那么连接点应仅设置一个，并且应尽可能在靠近AD9838的位置建立稳定的接地路径。

应避免在器件下方布设数字线路，因为这些线路会引入噪声。模拟接地平面应在AD9838下方铺设，以防止噪声耦合。为AD9838供电的电源线应尽可能宽，以便降低阻抗，并减少电源线上的尖峰噪声。像时钟信号这类快速开关信号，应使用数字接地进行屏蔽，以避免其向电路板的其他部分辐射噪声。

要防止数字信号与模拟信号交叉。电路板两侧的走线应相互垂直，以减少馈通效应。在双层板中，微带线技术通常是最佳选择，但并非总是可行，因为电路板的另一侧往往要专门用于接地平面，而信号则布置在另一侧。

良好的去耦至关重要。AD9838的模拟电源和数字电源相互独立，分别引出，以尽量减少模拟部分与数字部分之间的耦合。所有模拟电源和数字电源都应进行去耦处理，将AGND和DGND分别与0.1 μF陶瓷电容并联10 μF钽电容 。为实现最佳的去耦性能，这些电容应尽可能靠近器件放置，理想情况是紧贴器件。

在使用同一电源为AD9838的AVDD（模拟电源）引脚和DVDD（数字电源）引脚供电的系统中，建议采用系统电源旁路。推荐在AVDD引脚处采用模拟电源去耦，在DGND引脚与DVDD引脚之间采用数字电源去耦。

比较器的正常运行需要合理的布局策略。布局时必须尽量减少Vs引脚与SIGN BIT OUT引脚之间的寄生电容。例如，在多层电路板中，Vs信号可连接到顶层，而SIGN BIT OUT引脚可连接到底层。通过这种方式，可在Vs与SIGN BIT OUT引脚之间的电源层和接地层提供隔离。

与微处理器接口

AD9838具有标准串行接口，可使其直接与多个微处理器连接。该器件使用外部串行时钟将数据或控制信息写入内部。串行时钟的频率最高可达40 MHz。串行时钟可以是连续的，也可根据需要空闲或保持低电平。每次向AD9838写入数据时，FSYNC（帧同步）信号都会被拉低，并保持低电平状态，直至16位数据写入完成。FSYNC信号用于将加载到AD9838中的16位信息成帧。