Generador de señales DDS
generador de señales espurias
El principio básico de DDS
El principio básico de DDS
La síntesis directa de frecuencia digital es un método de síntesis de frecuencia que utiliza tecnología digital para generar directamente varias señales de frecuencia controlando la velocidad de cambio de fase.
La síntesis de frecuencia digital directa utiliza tecnología digital, a través del control de velocidad de cambio de fase, para producir directamente todo tipo de señales de frecuencia diferentes en un método de síntesis de frecuencia.
La estructura básica de DDS es. como se muestra en la figura Como se muestra en 1, se compone principalmente de un acumulador de fase, una tabla ROM sinusoidal, un convertidor D/A y un filtro de paso bajo.
La estructura básica de DDS se muestra en la figura 1 y consta principalmente de acumuladores de fase, tabla ROM sinusoidal, convertidor D/A y composición de filtro de paso bajo.
Reloj de referencia. fr es generado por un oscilador de cristal estable.
Reloj de referencia mediante un oscilador de cristal estable producido fr.
El acumulador de fase está compuesto por un sumador de N bits y un registro de fase de N bits en cascada, similar a un sumador simple.
La fase se compone de N un sumador de acumulador y N una cascada de registros de fase, similar a un sumador simple.
Cada vez que llega un pulso de reloj, el sumador genera los datos de control de frecuencia y la fase. registro Se agregan los datos de fase acumulados y el resultado agregado se envía al extremo de entrada de datos del registro de fase.
Cada uno de los pulsos de reloj, el sumador controlará la frecuencia de los datos con la acumulación de los registros de fase y la suma de los datos de salida, y la suma de los resultados de la fase se enviará a la entrada del registro de fase.
El registro de fase retroalimenta los nuevos datos de fase generados por el sumador después de que se aplica el último reloj al extremo de entrada del sumador, de modo que el sumador pueda continuar agregando los datos de control de frecuencia bajo la acción del siguiente reloj.
Los registros de fase del sumador se producirán cuando la función de reloj de los datos de la nueva fase se realimente a la entrada del sumador, para que el siguiente reloj del sumador continúe con los datos agregados bajo el efecto de control de frecuencia.
De esta manera, el acumulador de fase realiza una acumulación de fase lineal bajo la acción del reloj de referencia. Cuando el acumulador de fase está lleno, se producirá un desbordamiento, completando una acción periódica. Este período es una de las señales sintetizadas por DDS. período de frecuencia, la frecuencia de desbordamiento del acumulador es la frecuencia de señal emitida por el DDS.
Entonces, los acumuladores de fase en el reloj de referencia, bajo la acción de la fase lineal se acumulan, cuando los acumuladores de fase cuando acumulan la cantidad total pueden producir un derrame, completando movimientos cíclicos, este ciclo es una señal de frecuencia de síntesis DDS, acumuladores La frecuencia periódica de desbordamiento es la frecuencia de la señal de salida DDS.
Bajo el control del reloj de referencia fr, el acumulador acumula la palabra de control de frecuencia para obtener los datos de fase correspondientes, y estos datos se utilizan como muestreo. dirección para abordar la sinusoidal La tabla ROM realiza una conversión de amplitud de fase para determinar la amplitud de la forma de onda de salida en un momento dado.
En referencia al reloj fr bajo el control de la palabra de control de frecuencia de los acumuladores cansados de obtener los datos de fase correspondientes, coloque estos datos como dirección de muestreo para abordar la fase de la tabla ROM sinusoidal - transformación de amplitud en un momento dado, puede determinar la amplitud de la forma de onda de salida.
El DAC convierte la amplitud de la forma de onda en forma digital en una señal de forma analógica de la frecuencia de síntesis requerida, y el filtro de paso bajo se utiliza para filtrar componentes de muestreo innecesarios, por lo que que se puede obtener una onda sinusoidal de salida que cambia continuamente determinada por la palabra de control de frecuencia.
DAC convertirá las formas de cantidad digital de frecuencia de amplitud de onda en las formas requeridas en una síntesis analógica, el filtro de paso bajo utilizado en el filtro de muestreo de señal no necesita obtener peso, por lo que se determina mediante la variación continua de la palabra de control de frecuencia. la onda sinusoidal de salida.
La relación entre la frecuencia de salida f0 de DDS y el reloj de referencia fr, la longitud del acumulador de fase N y la palabra de control de frecuencia FSW es:
La salida de espurias. frecuencia f0 y reloj de referencia fr, longitud de los acumuladores de fase N y palabra de control de frecuencia para: la relación FSW
La resolución de frecuencia de DDS es:
Resolución de frecuencia espuria para:;
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Dado que la frecuencia máxima de salida de DDS está limitada por el teorema de muestreo de Nyquist, la frecuencia máxima de salida de DDS es fr/2. Sin embargo, en el sistema DDS diseñado real, debido a la no idealidad del filtro de salida, generalmente La frecuencia máxima de la señal de salida solo puede alcanzar aproximadamente el 40% de la frecuencia del reloj de referencia fr.
Debido a que la salida por frecuencia espuria es el límite más grande del teorema de muestreo de Nyquist, la frecuencia de salida más alta DDS es fr / 2, pero en el diseño real del sistema DDS, debido a que el filtro de salida no es ideal, la señal de salida general puede solo será la referencia de frecuencia más grande alrededor del 40% de la frecuencia del reloj fr.
Generador de señal tradicional
generador de señal tradicional
El generador de señal también se denomina fuente de señal o. osciladores, que tienen una amplia gama de aplicaciones en la práctica y la tecnología de producción.
El generador de señales, también llamado fuente u osciladores, en la práctica de producción y la ciencia y la tecnología se ha utilizado ampliamente en el campo.
Se pueden representar varias curvas de forma de onda mediante ecuaciones trigonométricas.
Se pueden realizar varias curvas de forma de onda mediante una ecuación de función trigonométrica.
Circuitos que pueden producir una variedad de formas de onda, como ondas triangulares, ondas en dientes de sierra, ondas rectangulares (incluidas ondas cuadradas) y Las ondas sinusoidales se denominan funciones generadoras de señales.
Puede producir varias formas de onda, como onda triangular, onda de diente de sierra, onda rectangular (incluida la onda cuadrada), el circuito se llama generador de señal de función de onda sinusoidal.
La función generador de señal es. Tiene una amplia gama de usos en experimentos de circuitos y pruebas de equipos.
Funciona como generador de señales en equipos de prueba y experimentos de circuitos en una amplia gama de propósitos.
Por ejemplo, en sistemas de comunicaciones, radiodifusión y televisión, emisión de radiofrecuencia (alta frecuencia). Se requiere. La onda de radiofrecuencia aquí es la onda portadora. Para transportar señales de audio (baja frecuencia), video o señales de pulso, necesita un oscilador que pueda generar altas frecuencias.
Por ejemplo, en los sistemas de comunicación, radio y televisión, todos necesitan rf (alta frecuencia) para lanzar las ondas de rf, aquí está la portadora, las señales de audio (baja frecuencia), video o señal de pulso, solo debe poder producir vibraciones de alta frecuencia
En los campos de la industria, la agricultura, la biomedicina y otros campos, como el calentamiento por inducción de alta frecuencia, la fundición, el enfriamiento, el diagnóstico ultrasónico y la resonancia magnética nuclear. , etc. Todos requieren osciladores con potencia grande o pequeña y frecuencia alta o baja.
En la industria, la agricultura y los campos biomédicos, como el calentamiento de alta frecuencia, la fusión, el enfriamiento, el diagnóstico ultrasónico, las imágenes por resonancia magnética nuclear, etc., todos necesitan energía o grande o pequeña, frecuencia alta o baja. osciladores.
La realización del método de generador de señal de función suele tener los siguientes tipos:
La realización del método de generador de señal de función suele tener los siguientes tipos:
(1) Generador de funciones compuesto por componentes discretos: suele ser un generador de funciones único con baja frecuencia, su funcionamiento no es muy estable y es difícil de depurar.
(1) los componentes con división: generalmente es un generador de funciones de una sola función y la frecuencia no es alta, su trabajo no es muy estable y no es fácil de depurar.
(2) Puede fabricarse a partir de dispositivos de uso general, como transistores y circuitos integrados de amplificadores operacionales, y más a menudo se produce con circuitos integrados de generadores de señales de funciones especializadas.
(2) se puede fabricar mediante el transistor, el IC del amplificador operacional, etc., un dispositivo más universal se fabrica con un IC de generador de señal de función especial.
CI de generador de señal de función temprana, como L8038, BA205, XR2207/2209, etc., tienen menos funciones y baja precisión. El límite de frecuencia superior es de solo 300 kHz. No pueden generar señales de frecuencia más altas. El método de ajuste no es lo suficientemente flexible. se ajustan de forma independiente. Los dos se influyen mutuamente.
CI generador de señal de función temprana, como L8038, BA205, XR2207/2209, etc., sus funciones son menores, precisión, límite de frecuencia de 300 kHz, incapaz de producir solo una frecuencia de señal más alta, tampoco ajusta la forma suficiente flexibilidad, frecuencia y ocupa vacíos en comparación con la regulación independiente, ambos se afectan entre sí.
(3) Generador de funciones que utiliza un solo chip integrado: puede producir una variedad de formas de onda, alcanzar frecuencias más altas y es fácil de depurar. .
(3) utiliza un generador de funciones de chip integrado monolítico: puede producir varias formas de onda, lograr alta frecuencia y es fácil de depurar.
En vista de esto, Maxim Corporation de los Estados Unidos. ha desarrollado una nueva generación de funciones. El generador de señales ICMAX038 supera las deficiencias del chip en (2) y puede lograr indicadores técnicos más altos, que están fuera del alcance de los chips mencionados anteriormente.
En vista de esto, la belleza estadounidense desarrolló un generador de señal de función ICMAX038 con letras de nueva generación, que supera las (2) deficiencias del chip y puede lograr un índice técnico más alto, es decir, los déficits del chip.
MAX038 tiene alta frecuencia y buena precisión, por lo que se denomina IC generador de señal de función de precisión de alta frecuencia.
Frecuencia MAX038 y alta precisión, buena, por lo que se le llama IC generador de señal de función de precisión de alta frecuencia.
En bucles de bloqueo de fase, osciladores controlados por voltaje, sintetizadores de frecuencia. En el diseño de circuitos como moduladores de ancho de pulso, MAX038 es el dispositivo preferido.
En el diseño de circuitos PLL, vco, sintetizador de frecuencia, omdulatros de ancho de pulso, etc., la selección de dispositivos es MAX038.