[工學]第5章電子測量技術(shù)-資料下載頁
2025-01-19 07:27本頁面
【正文】 0000 0176。 00000 0001 6176。 00011 0010 12176。 00111 0011 18176。 01010 0100 24176。 01101 0101 30176。 10000 0110 36176。 10011 0111 42176。 10101 1000 48176。 11000 1001 54176。 11010 1010 60176。 11100 1011 66176。 11101 1100 72176。 11110 1101 78176。 11111 1110 84176。 11111 1111 90 176。 11111 ? 正弦函數(shù)表 直接數(shù)字頻率合成 ? 如果按照 0000,000l,0010,…,1111 的地址順序讀出 ROM中的數(shù)據(jù) ,即表格中的幅值編碼 ,其輸出正弦信號頻率為 f01； ? 如果每隔一個地址讀一次數(shù)據(jù) (即按 0000,0010, 0100,…,1110 順序 ),其輸出信號頻率為 f02,且 f02將比 f01提高一倍 ,即 f02 ＝ 2 f01 ； ? 依此類推 ,就可以實現(xiàn)直接數(shù)字頻率合成器的輸出 頻率的調(diào)節(jié) 。 相位累加器 ? 相位累加器類似于一個簡單的計數(shù)器 ,每來一個時鐘脈沖 ,加法器就將相位碼增量 k與相位寄存器中的數(shù)據(jù)相加。 ? 相位累加器在參考時鐘的作用下進行 線性相位累加 。 相 位 遞 增寄 存 器低 通D A C波 形 存 儲檢 索 表相 位寄 存 器相 位累 加 器頻 率 控 制當 前 相 位 碼波 形 量 化 輸 入相 位 碼 高 位信號調(diào)理及輸出初 相 碼 設 置時 鐘fC L K幅 度數(shù) 據(jù)k相位累加器 ? 相位遞增寄存器中的 相位碼增量 k可用于 頻率控制 ,k越大 ,相位碼和存儲器地址增長越快 ,波形的一個周期中輸出的采樣點數(shù)越少。因時鐘周期不變 ,所以輸出信號的 頻率越高 。 ? 反之 ,k越小輸出頻率越低。 DDFS的分辨率和輸出頻率 ? 設相位碼的位數(shù)為 N,頻率控制字為 k,參考時鐘頻率為 fCLK,則 DDFS輸出頻率 為： ? 頻率分辨率 ? 實際應用中一般取 1≤k≤2N2 NC L Kkff20 ?NC L Kff2??直接數(shù)字頻率合成 ?優(yōu)點：能實現(xiàn)快捷變和小步進 ,且集成度高 ,體積小 ?缺點：頻率上限較低 ,雜散也較大。 ? 雖然 DDFS的高端頻率近年來不斷擴展 ,但在微波及其以上頻率 ,目前使用較多的仍是鎖相式頻率合成器。 ? 在高端頻率達到 GHz或更高的信號源中 ,目前廣泛使用 DDFS技術(shù)產(chǎn)生調(diào)制信號及頻率較低的信號 頻率合成技術(shù)的進展 ?三種合成方法的比較 合成方法 速 度 最高工作頻率 主要特點 直接模擬 μs 級 100MHz 硬件電路復雜 直接數(shù)字 μs級 300MHz 可得任意波形 間接鎖相 ms 級 100GHz(微波 ) 頻譜純度好 任意波形發(fā)生器 ? 能產(chǎn)生所要求任意波形的信號源稱為 任意波形發(fā)生器 (AWG)或 任意函數(shù)發(fā)生 (AFG)。 ? 自然界的信號本來就是復雜的 ,很難用簡單的函數(shù)來描繪。即使是像正弦、方波這樣簡單的波形 ,也往往需要研究它受到干擾或有一定缺陷時的情況。 ? 采用微處理器和大規(guī)模集成電路的 DDFS技術(shù)就是任意波形發(fā)生器中經(jīng)常采用的支撐技術(shù) ,或者說當前在 AWG中主要靠 DDFS技術(shù)實現(xiàn)任意波形的產(chǎn)生部分。 AFG ? 任意波形 / 函數(shù)發(fā)生器 (AFG)通過讀取內(nèi)存的內(nèi)容 ,來同時創(chuàng)建函數(shù)波形和任意波形。 ? 大多數(shù)現(xiàn)代 AFG 采用直接信號合成 (DDS)技術(shù) ,在廣泛的頻率范圍上提供信號。 ? AFG 的 時鐘 以某個 固定速率運行 AFG ? AFG 的時鐘以某個 固定速率 運行。由于波形樣點的數(shù)量在內(nèi)存中是固定的 ,因此基于 DDS 的儀器不是讀取每個樣點來重建波形。 ? AFG保持固定的系統(tǒng)時鐘頻率。 360度時鐘周期分布在所有波形樣點中 ,DDS 段根據(jù)波形長度及用戶選擇的頻率自動確定相位增量。 ? 高頻設臵會導致大的相位增量 ,使 AFG 在通過360 度周期時迅速向前跳 ,提供高頻信號。 ? 低頻值導致小的增量 ,觸發(fā)相位累加器以較低的步長步進通過波形樣點 ,甚至會重復各個樣點 ,構(gòu)成 360度 ,生成頻率較低的波形。 AWG ? 任意波形發(fā)生器 (AWG)基于 可變時鐘 結(jié)構(gòu) ,適用于在所有頻率上生成比較復雜的波形。 ? AWG 也讀取內(nèi)存的內(nèi)容 ,但其讀取方式不同。處理先進通信和計算單元的設計人員選擇AWG,驅(qū)動采用復雜調(diào)制和帶有異常事件的高速信號。 ? 任意波形發(fā)生器 (AWG)可以生成任何波形。 ? 從數(shù)學公式到“畫出”波形 ,創(chuàng)建所需的輸出。 AWG ? AWG的流程可以視為“反向取樣”。 AWG開始時波形已經(jīng)在內(nèi)存中。波形占用指定數(shù)量的內(nèi)存位臵。 ? 由于代表波形的樣點數(shù)量是固定的 ,因此時鐘速率越快 ,讀取內(nèi)存中波形數(shù)據(jù)點的速度越快 ,輸出頻率越高。換句話說 ,輸出信號頻率完全取決于時鐘頻率和內(nèi)存中的波形樣點數(shù)量。 ? AWG 的靈活性源自其內(nèi)存中存儲的波形。 ? 波形可以采取任何形狀；它可以有任意數(shù)量的畸變 ,或根本沒有畸變。在基于 PC 的工具的幫助下 ,用戶可以開發(fā)人們想得到的幾乎任何波形 (在物理限制內(nèi) !)。可以在儀器能夠生成的任何時鐘頻率上,從內(nèi)存中讀取樣點。 ? 不管時鐘是以 1 MHz運行還是以 1 GHz運行 ,波形的形狀相同。 任意波形發(fā)生器的常用技術(shù)指標 ? 最高采樣率 ? 采樣率通常用每秒兆樣點或千兆樣點表示 ,表明了儀器可以運行的最大時鐘或采樣率 ? 幅度分辨率 ? DAC的垂直分辨率決定著復現(xiàn)的波形的幅度精度和失真。 ? 波形存儲深度 ? 存儲深度決定著可以存儲的最大樣點數(shù)量。 ? 輸出通道數(shù)量 ? 許多應用要求信號發(fā)生器有一條以上輸出通道
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