外文翻譯---關(guān)于直接數(shù)字頻率合成器-其他專業(yè)-資料下載頁(yè)
2025-01-19 09:22本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】Aren’tthereother. considerations.generator.sinewave?(oftenasinelook-uptable),andaDAC.
【正文】 產(chǎn)生和工業(yè)應(yīng)用要求的方法，因?yàn)閱涡酒呻娐菲骷梢援a(chǎn)生簡(jiǎn)單的可編程 的 模擬輸出高分辨率和準(zhǔn)確性的波形。 此外，在這兩個(gè)過(guò)程中不斷改進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)， 使 成本和功耗水平前所未有 的 低。例如 AD9833，一個(gè)基于 DDS 的可編程波形發(fā)生器 （圖 1），工作 電壓 與 25MHz 的時(shí)鐘，消耗的最大功率為 30mW。 使用 DDS 有什么主要好處？ 對(duì) DDS 的 AD9833 器件進(jìn)行編程，如通過(guò)一個(gè)高速串行外設(shè)接口（ SPI），而且只需要一個(gè)外部時(shí)鐘來(lái)生成簡(jiǎn)單的正弦波。 DDS 器件現(xiàn)已可以產(chǎn)生從 1 到 400MHz 的頻率，（時(shí)鐘基于 103MHz 兆赫）。電源效益低，成本低，包裝單小，加上其固有的優(yōu)良性能，并能夠以數(shù)字形式（和重新編程）輸出波形使 DDS器件是極具吸引力的解決方案，相比不太靈活的包括分子聚合離散 在內(nèi)的 解決方案。 一個(gè) 典型的 DDS 的設(shè)備可以產(chǎn)出什么樣的輸出？ DDS 器件不僅限于純粹 的 正弦波輸出。圖 2 顯示了方波 、 三角波和正弦 波 輸出。 圖 1 AD9833波形發(fā)生器 7 圖 2 DDS輸出的矩形波 三角波 正弦波 如何使用 DDS 的設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)正弦波？ 這里有一個(gè) DDS 的內(nèi)部電路：其主要成分是相位累加器，振幅轉(zhuǎn)換（通常是正弦查找）和一個(gè) DAC。這些 模 塊的代表 圖如 圖 3。 DDS 產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的正弦波。它的頻率取決于兩個(gè)變量，參考時(shí)鐘頻率和（控制字）數(shù)字編程的頻率。 二進(jìn)制數(shù)的頻率主要輸入到相位累加器。 在 使用正弦查找表時(shí)， 用 相位累加器計(jì)算一個(gè)階段（角）的地址查找表，輸出幅度的數(shù)字值對(duì)應(yīng)相位角的正弦。反過(guò)來(lái)， DAC 把這個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)值的模擬電壓或電流。要生成一個(gè)固定頻率的正弦波，恒定值（相 位增量，這是由二進(jìn)制數(shù)決定）被添加到時(shí)鐘周期的相位累加器。如果相位增量大，相位累加器會(huì)迅速通過(guò)正弦查找表，從而產(chǎn)生高頻率的正弦波。如果相位增量小，相位累加器將采取更多的步驟，因 而 產(chǎn)生較慢的波形。 完整的 DDS 是什么意思？ D/A 轉(zhuǎn)換器和一個(gè) DDS 的單一芯片的整合通常被稱為一個(gè)完整的 DDS 的解決方案 ， ADI 公司的普通性質(zhì) DDS。讓我們說(shuō)些有關(guān)累加器的知識(shí)。它是如何工作的？連續(xù)時(shí)間正弦信號(hào)的角度范圍內(nèi)有一個(gè)重復(fù)的階段 0 至 2 。數(shù)字的實(shí)施沒有什么不同，該計(jì)數(shù)器可以 把 相位累加器作為 DDS 的功能 來(lái) 執(zhí)行。 圖 3 組件的直接數(shù)字合成器 8 為了理解這 一點(diǎn)的基本功能， 將 可視化的正弦波振蕩 作為一個(gè)階段 輪 圍繞旋轉(zhuǎn)圓向量（見圖 4）。每個(gè)階段輪指向?qū)?yīng)的等效點(diǎn) 1 波周期的正弦。由于矢量旋轉(zhuǎn)的輪子，形象化的角度的正弦值產(chǎn)生相應(yīng)的正弦波。一個(gè)車輪周圍的相速度向量，為一個(gè)常數(shù)，正弦波輸出結(jié)果為一個(gè)完整周期。相位累 加器提供等距相角值隨車輪周圍的向量線性 旋轉(zhuǎn)。相位累加器對(duì)應(yīng)于點(diǎn)的波周期輸出的正 弦。 相位累加器實(shí)際上是一個(gè)模 M 的計(jì)數(shù) 器，每次收到一個(gè)時(shí)鐘脈沖其存儲(chǔ)的數(shù)量遞增。 遞增幅度取決于輸入字（米）。這個(gè) 字 形成相 位步長(zhǎng)之間的參考，它有效地設(shè)置跳過(guò)多少分 左右相輪。規(guī)模 越 大的 跳躍，相位累加器以越 快的速度溢出，且其周期相當(dāng)于一個(gè)正弦波。 該輪在 數(shù)字 離散相點(diǎn)中，取決于分辨率的相位 累加器（ n），這決定了 DDS 的調(diào)諧。對(duì)于一個(gè) n = 28 位相位累加器， 1 ... 0001 M 值的 0000會(huì)導(dǎo)致相位累加器溢出后 228 參考時(shí)鐘周期（增量）。如果 M 值更改為 0111 ... 1111，相位累加器溢出后，將只有 2 參考時(shí)鐘周期（ 取決于 奈奎斯特最低要求）。這種關(guān)系是發(fā)生在基本調(diào)整方程 DDS 的結(jié)構(gòu)為 ： n Cout fMf 2?? 其中： FOUT 是 DDS 的輸出頻率 M 是頻率控制字的二進(jìn) 制 fC是內(nèi)部參考時(shí)鐘頻率（系統(tǒng)時(shí)鐘） n 是 每組長(zhǎng)度的相位累加器位， M 的值發(fā)生變化導(dǎo)致輸出頻率的變化。無(wú)回路的建立時(shí)間發(fā)生在一個(gè)循環(huán)鎖相 內(nèi) 。由于輸出頻率的增加，減少樣本周期數(shù)。 由于抽樣理論決定了至少兩個(gè)周期，每樣都需要重建的輸出波形，基本的 DDS 輸出頻率是 fC/2。 然而，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中，輸出頻率是有限的，在一定程度改善波形質(zhì)量的重建，并允許濾波輸出。當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)恒定的頻率，相位輸出線性增加，因此模擬波形生成本身就是一個(gè)斜坡。 試問(wèn)，線性輸出波形怎樣轉(zhuǎn)化為正弦波？ 圖 4 數(shù)字相位輪 9 A 相方法 振幅查找表用于轉(zhuǎn)換相位累加器的 瞬時(shí)輸出值（ 28 比特 AD9833）將正弦波振幅信息，提交（ 10 位）到 D/A 轉(zhuǎn)換器。 DDS 的結(jié)構(gòu)充分利用了正弦波對(duì)稱的性質(zhì)和利用的一個(gè)映射邏輯合成一個(gè)完整周期的正弦波。該相位對(duì)振幅查找表其余數(shù)據(jù)通過(guò)閱讀然后再向前 ， 這形象地顯示在圖 5。 圖 5 流過(guò) DDS的信號(hào)
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