考虑到DDS信号输出的实时性和减少CPLD的宏单元的占用,本设计中使用9052的IOWR#信号去触发DDS的写入信号WR。DDS控制寄存器的写入方式有串行和并行两种,由PMODE管脚控制,当PMODE信号为高时,为并行写入模式,当PMODE信号为低时,为串行工作模式。由于设计中PCI9052写入CPLD的数据为8位并行输入,所以在这里选用了并行的方式向DDS的控制寄存器中写入数据。写入的时序如图4所示。
CPLD的程序在Altera公司提供的QuartusⅡ开发系统下通过Verilog HDL语言来实现。在QuartusⅡ环境中,可以方便地对波形进行仿真,便于查看和修改程序中可能存在的问题。QuartusⅡ仿真环境如图5所示。
2.3 DDS输出部分设计
DDS部分电路设计除了与CPLD之间的连接电路外,还有DDS的外围电路设计。本系统中DDS的外围电路主要包括电压转换、差分时钟信号输入和低通滤波器三个部分,如图6所示。设计中的DDS采用的是AD公司的通用DDS芯片AD9852,芯片的工作电压为3.3 V,最高系统时钟为300 MHz。
在整个系统中,PCI9052和CPLD的工作电压为5 V,所以需要将工作电压由5 V转换为DDS正常工作的3.3 V,设计中采用了专用的电压转换模块,完成电压转换工作,为DDS及其外围电路提供3.3 V工作电压。
差分时钟输入模块是为了DDS输出信号能够得到较好频谱纯净度,本设计采用了20 MHz的有源晶振,通过MCl00LVEL16D芯片产生20 MHz的差分时钟信号,作为DDS的外部输入时钟。
为了滤去不需要的频率成分和抑制输出信号的杂散,在信号的输出部分,采用了一个π型结构的LC低通滤波器,滤波器的结构图如图7所示。