外文翻譯--模擬波形數(shù)字頻率合成 中文版

1、<p><b>　　附錄C 英文翻譯</b></p><p>　　模擬波形數(shù)字頻率合成</p><p>　　本文出處：http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/38-08/dds.html</p><p>　　模擬波形，通常是正弦波所產(chǎn)生一個隨時間變化的信號以數(shù)字形式，

2、然后執(zhí)行數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換。由于存儲在DDS的設備主要是數(shù)字量，它可以提供快速的輸出頻率之間切換，精細的頻率分辨率，并有廣泛的頻率測量。高超的設計和工藝技術(shù)，今天的DDS的設備是非常緊湊和小巧的機器。 </p><p>　　為什么要使用直接數(shù)字頻率合成器（ DDS ） ？是不是還有其他的方法很容易產(chǎn)生頻率？ </p><p>　　對一些行業(yè)來說，能夠準確產(chǎn)生波形和控制不同的頻率和幅值已成為一

3、個關(guān)鍵的要求。是否提供來源靈活的的低相位噪聲可變頻率雜散性能良好的通訊，或只是產(chǎn)生一種頻率來檢測工業(yè)或生物醫(yī)學測試設備的儀器。那么，方便、緊湊、成本低，是重要的設計考慮。 </p><p>　　從（ PLL ）的為基礎的技術(shù)非常高的頻率合成技術(shù)，以動態(tài)規(guī)劃的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（ DAC ）輸出端產(chǎn)生任意波形較低的頻率。但是DDS技術(shù)迅速發(fā)展，也受到了解決頻率（或波形）一代要求在通信和工業(yè)應用要求，因為單芯片IC器件可

4、以產(chǎn)生可編程模擬輸出簡單、高分辨率和準確性波形。 </p><p>　　此外，在不斷改進工藝技術(shù)和設計，制造成本和能耗水平，以前技術(shù)水平低。舉例來說， AD9833的直接數(shù)字頻率合成器為基礎的可編程波形發(fā)生器（圖1 ） ，工作在5.5 V提供了一個25 MHz的時鐘，消耗了最大功率為30毫瓦。 </p><p>　　圖1.該AD9833 - 1芯片波形發(fā)生器。</p><

5、;p>　　有哪些主要好處使用頻率？ </p><p>　　直接數(shù)字頻率合成器等設備的AD9833都可通過高速串行外設接口（SPI），并只需要一個外部時鐘生成簡單的正弦波。 DDS的設備，現(xiàn)已能產(chǎn)生頻率小于1，頻率高達400 MHz（基于1 - GHz的時鐘）的信號。他們的好處是低功耗，低成本，單一小型封裝，加上其固有的優(yōu)良的性能，并能夠進行數(shù)字化程序（和改編）輸出波形，使DDS的設備非常有吸引力的解決方案。

6、 </p><p>　　什么樣的產(chǎn)出可以產(chǎn)生與一個典型的DDS的設備？ </p><p>　　DDS的設備不僅限于純粹的正弦波輸出。也顯示了方波，三角波（圖2），</p><p>　　從一個AD9833輸出正弦波。 </p><p>　　圖2.方波，三角波，正弦波 </p><p>　　如何DDS的設備產(chǎn)生一個正弦波？

7、 </p><p>　　下面列出的內(nèi)部電路的DDS的設備：其主要組成部分是一個階段累加器，逐步向振幅換（通常是正弦波查找表）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。這些模塊的代表圖如圖3 。</p><p>　　圖3.組成直接數(shù)字頻率合成器的模塊。 </p><p>　　在某一頻率下產(chǎn)生一個正弦波，頻率取決于兩個變量，參考時鐘頻率和二進制數(shù)編程到頻率寄存器時間。轉(zhuǎn)換的二進制數(shù)的頻率登記冊提供

8、的主要投入到累加器中。如果使用正弦查表，則存儲部分計算一個階段并查找表地址，它產(chǎn)出的數(shù)字值振幅對應于正弦波的相位角，反過來，這個數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應的模擬電壓或電流，在生成一個固定頻率正弦波，頻率不斷增加（相增量，這是確定的二進制數(shù)）被添加到每個階段累加器時鐘周期越大。如果相增量大，地址將很快通過正弦查找表，從而產(chǎn)生高頻正弦波。如果相增量小，相位累加器將采取更多的步驟，因此產(chǎn)生了慢波形。 </p><p>　　你是怎么

9、理解一個完整的DDS的？ 集成了D / A轉(zhuǎn)換器和頻率到一個單一的芯片通常被稱為一個完整的DDS</p><p>　　的解決方案，所有產(chǎn)品都是ADI公司DDS的設備。讓我們談一些關(guān)于階段累加</p><p>　　器。它是如何工作的？ 連續(xù)正弦信號有重復角階段范圍從0到2π 。數(shù)字執(zhí)行</p><p>　　沒有什么不同。系統(tǒng)執(zhí)行功能允許階段性執(zhí)行部分作為一個階段的車

10、輪在DDS</p><p>　　的執(zhí)行。要理解這一基本功能，形象化正弦波振蕩作為載體旋轉(zhuǎn)圍繞階段循環(huán)</p><p><b>　?。ㄒ妶D4 ）</b></p><p><b>　　圖4.數(shù)字相輪。</b></p><p>　　每一個指定點的相輪相當于相當于點為一個周期的正弦波。為載體周圍旋轉(zhuǎn)<

11、/p><p>　　的車輪，可視化的正弦波的角度產(chǎn)生相應的輸出正弦波。一個革命的載體周圍相輪，以恒定的速度，結(jié)果在一個完整周期的輸出正弦波。相位累加器提供了同樣距離的角值隨載體的線性旋轉(zhuǎn)車輪的階段。的內(nèi)容相累加器對應的周期點的輸出正弦波。 </p><p>　　相位累加器實際上是一個模物計數(shù)器遞增其儲存數(shù)量每次收到一個時鐘脈沖。巨大的增量是由二進制編碼輸入文字（男） 。這個詞形式相步長之間的參考

12、時鐘更新，它有效地集多少分左右跳過相輪。較大規(guī)模的增長，更快的階段累加器溢出，并完成其相當于正弦波周期。在一些離散階段分載于車輪所確定的解決階段累加器（ N ）的，它決定了調(diào)整的DDS的決議。對于一個n = 28位相位累加器，一支M價值0000 ... 0001會導致相位累加器溢出后228參考時鐘周期（增量）。如果M值更改為0111 ... 1111年，該階段將蓄電池溢出后只有2參考時鐘周期（所需的最低限度的奈奎斯特）。這種關(guān)系是在調(diào)整

13、的基本方程的DDS的架構(gòu)。</p><p><b>　　其中： </b></p><p>　　fOUT =輸出頻率的頻率 </p><p><b>　　M=二進制數(shù)</b></p><p>　　fc=內(nèi)部參考時鐘頻率（系統(tǒng)時鐘） </p><p>　　n=每組長度階段累加器&

14、lt;/p><p>　　改變值的M導致立即和相位連續(xù)變化的輸出頻率。無環(huán)沉降時間是發(fā)生的情況一樣鎖相環(huán)。 </p><p>　　作為輸出頻率的增加，每個周期的數(shù)量減少。由于抽樣理論告訴我們，至少有兩個樣品每個周期都需要重建輸出波形，最高基本輸出頻率的頻率是幅值/ 2 。然而，實際應用中，輸出頻率是有限的，以小于一定程度，為了提高質(zhì)量，則允許重建波形過濾的輸出。 </p><

15、p>　　當產(chǎn)生一個恒定頻率，而發(fā)出線性相位累加器的信號增加，因此模擬波形產(chǎn)生本身就是信號的遞加。 </p><p>　　那么，如何是線性輸出轉(zhuǎn)化為正弦波？ 振幅查找表是用來轉(zhuǎn)換相位累加器的瞬時產(chǎn)值（ 28位AD9833 ）與不</p><p>　　必要的不顯著位消除截斷，將正弦波幅值信息提交到（10位）D / A轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　在DDS的架構(gòu)利

16、用對稱性質(zhì)的正弦波，利用映射邏輯合成一個完整的正弦波從一</p><p>　　開始的周期的數(shù)據(jù)相疊加。第一階段到振幅查找表生成其余數(shù)據(jù)讀著然后回到</p><p>　　通過查找表。這是顯示pictorially在圖5 。</p><p>　　圖5.信號流通過DDS的架構(gòu)。</p><p>　　什么是流行的用途DDS的？ 應用目前使用的頻率為

17、基礎的波形產(chǎn)生分為兩大類：設計的通信系統(tǒng)需要敏</p><p>　　捷（即立即響應） ，具有優(yōu)良的頻率源的相位噪聲和低雜散的性能往往選擇的</p><p>　　頻率相結(jié)合的光譜性能和頻率調(diào)整的決議。這些應用包括使用頻率的調(diào)制，作為</p><p>　　參考的PLL來提高整體頻率可調(diào)，作為一個本地振蕩器（ LO ）,或直接由射頻</p><p>

18、;<b>　　傳輸。 </b></p><p>　　另外，許多工業(yè)和醫(yī)學領(lǐng)域的應用使用頻率作為一個可編程的波形發(fā)生器。由于DDS的是數(shù)字可編程的相位和頻率的波形可以很容易地調(diào)整，而無需改變外部元件，通常需要改變時，使用傳統(tǒng)的模擬編程波形發(fā)生器。DDS的許可證進行簡單的調(diào)整頻率實時找到共振頻率或補償溫度漂移。這些應用包括使用DDS在頻率可調(diào)來源衡量阻抗（例如在一個阻抗為基礎的感應器） ，產(chǎn)生的

19、脈沖波調(diào)制信號的微型驅(qū)動，或檢查衰減局域網(wǎng)或電話線。 </p><p>　　問：你認為是關(guān)鍵的優(yōu)勢，以設計師的DDS的真實世界的設備和系統(tǒng)？ 今天的成本競爭力，性能高，功能集成的DDS的集成電路已成為雙方共同的通訊系統(tǒng)和傳感器的應用。的好處，使他們有吸引力的設計工程師包括： </p><p>　　數(shù)字控制微赫茲的頻率調(diào)整和副學位階段的調(diào)整能力，速度極快的速度跳躍調(diào)整輸出頻率（或階段）

20、;階段連續(xù)頻率啤酒花沒有超/下沖或模擬相關(guān)回路解決時間異常， 數(shù)字架構(gòu)的DDS無需手動調(diào)諧和調(diào)整相關(guān)的組成部分老化和溫度漂移的模擬合成器解決方案，并 數(shù)字控制接口的DDS的架構(gòu)有利于系統(tǒng)的環(huán)境下可以進行遠程控制和優(yōu)化，高分辨率下的處理器控制。 </p><p>　　如何將我使用頻率編碼器的FSK信號？ </p><p>　　二進制移頻鍵控（通常稱為只是頻移鍵控）是一種最簡單的形式的數(shù)據(jù)編碼

21、。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的頻率連續(xù)承運人兩個離散頻率（因此二進制） 。一個頻率， F1的， （也許更高）被指定為標記頻率（二進制1 ）及其他，當代，隨著空間頻率（二進制零） 。圖6顯示的例子之間的關(guān)系，標志著空間數(shù)據(jù)和發(fā)送信號。 </p><p><b>　　圖6.FSK調(diào)制。</b></p><p>　　這種編碼方案很容易實施的使用頻率。 DDS的頻率調(diào)諧的字，代表輸出頻率

22、，設置為適當?shù)闹祦懋a(chǎn)生當代和F1 ，因為它們發(fā)生在模式0和1秒內(nèi)傳送。用戶程序需要調(diào)整的兩個詞前的設備傳輸。對于AD9834 ，兩個頻率寄存器可以方便鍵控編碼。一個專用引腳的器件（ FSELECT ）接受調(diào)制信號，并選擇適當?shù)恼{(diào)整字（或頻率登記冊） ?？驁D如圖7表明一個簡單的執(zhí)行情況的FSK編碼。 </p><p>　　圖7.阿頻率的頻移鍵控編碼器</p><p><b>　　如

23、何調(diào)制和編碼？</b></p><p>　　相移鍵控（相移鍵控）是另一種形式簡單的數(shù)據(jù)編碼。在調(diào)制的頻率保持不變，操作鍵的發(fā)送信號是多種多樣的信息傳達。 </p><p>　　該計劃完成的PSK ，最簡單的被稱為二進制相移鍵控（ BPSK調(diào)制）信號的使用兩個階段： 0度和180度, BPSK調(diào)制編碼0 °相移的一個邏輯1輸入和180 °相移為邏輯0的投入。如

24、果該階段的信號并沒有改變，信號狀態(tài)保持不變（高或低） 。如果該階段的波逆轉(zhuǎn)（ 180度的變化），那么信號狀態(tài)變化（從低到高，或從高向低） 。 </p><p>　　相移鍵控編碼很容易實施的直接數(shù)字頻率合成器集成電路。大部分的設備有一個單獨的輸入注冊（登記冊的一個階段），可載有一個階段的價值。這個值直接添加到階段承運人不改變其頻率。變更登記內(nèi)容的調(diào)整階段，輸出，從而產(chǎn)生一個調(diào)制的輸出信號。適用于要求高速調(diào)制，該AD

25、9834允許預裝階段登記選定使用專用切換輸入引腳（ PSELECT ）.</p><p>　　更復雜的形式的調(diào)制采用四或八個波階段。這使得二進制數(shù)據(jù)傳送速度比每相變是可能的BPSK調(diào)制的。在四相調(diào)制（正交相移鍵控或QPSK調(diào)制），可能的相位角為0 ，+90 ，-90 ，和180度;每個階段的轉(zhuǎn)變可以代表兩個信號分子。在AD9830 ，AD9831 ，AD9832和AD9835的4個階段提供登記，使復雜的相位調(diào)制計

26、劃將執(zhí)行的不斷更新不同相位偏移的地址碼表。 </p><p>　　可以多個DDS的設備同步的，也就是說，智商能力？ </p><p>　　可以用兩個單DDS的設備上運行相同的主時鐘輸出兩路信號的相位關(guān)系就可以直接控制。圖8 ，兩個AD9834s編程使用參考時鐘，以同樣的復位引腳被用來更新兩部分。使用此設置，可以這樣做的IQ調(diào)制。 </p><p>　　圖8.多個DD

27、S的集成電路在同步模式。</p><p>　　復位后，必須斷言電和之前的任何數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率。這臺輸出的頻率為已知階段，作為共同的參照點，允許同步多個DDS的設備。當新的數(shù)據(jù)同時發(fā)送到多個DDS的單位，一個連貫的相位關(guān)系可以維持，他們的相對相位抵消轉(zhuǎn)向可預見的方式相抵消登記。 AD9833和AD9834的12位階段的決議，并有效地解決了0.1度。如需進一步詳細資料同步多個DDS的單位請注意應用的AN - 605 。

28、 </p><p>　　什么是關(guān)鍵業(yè)績指標的DDS的系統(tǒng)？ </p><p>　　相位噪聲，抖動，和無雜散動態(tài)范圍（ SFDR ） 。相位噪聲是衡量（ dBc的/赫茲）的短期頻率不穩(wěn)定的振蕩器。它是衡量作為單邊帶噪聲引起的變化頻率（以分貝以下的振幅在工作頻率的振蕩器使用1 -赫茲帶寬）在兩個或兩個以上的頻率位移從工作頻率的振蕩器。這具有特殊的測量應用性能的模擬通信行業(yè)。 </p>

29、;<p>　　做DDS的設備具有良好的相位噪聲？ </p><p>　　噪聲的采樣系統(tǒng)取決于很多因素。參考時鐘抖動可以被看作是相位噪聲的基本信號的直接數(shù)字頻率合成器系統(tǒng);和相位截斷可能引入錯誤級別的系統(tǒng)，這取決于暗語選擇。對于比率，可準確表達的截斷二進制編碼的文字，也沒有截斷誤差。對于需要更多的比特率比的情況下，所產(chǎn)生的相位噪聲截斷誤差結(jié)果在馬刺的光譜圖。它們的大小和分布取決于暗語選擇。也有助于系統(tǒng)

30、中的噪音。數(shù)模轉(zhuǎn)換器量化或線性誤差都將導致噪聲和諧波。圖9顯示了相位噪聲的一個典型的一個AD9834的DDS的設備在這種情況下 。 </p><p>　　圖9 。典型輸出相位噪聲的AD9834 。輸出頻率2和M的時鐘頻率為50兆赫。 </p><p>　　怎么樣抖動？ 抖動是動態(tài)位移的數(shù)字信號邊緣從它們的長期平均的立場，來衡量度有效值。完美振蕩器將上升和下降的邊緣正是經(jīng)常發(fā)生的時

31、刻，絕不會有所不同。當然，這是不可能的，因為即使是最好的振蕩器構(gòu)建真正的組成部分來源的噪音和其他缺陷。一個高質(zhì)量，低相位噪聲晶體振蕩器將抖動小于35皮秒（ ps的）的周期抖動，積累了幾百萬時鐘邊緣 .</p><p>　　振蕩器抖動所造成的熱噪聲，不穩(wěn)定的振蕩器電子，外來干涉通過電源軌，地面，甚至輸出連接。其他影響包括外部磁場或電場，如射頻干擾從附近的發(fā)射機，它可以有助于抖動影響振蕩器的輸出。即使一個簡單的放大器

32、，逆變器，或?qū)⒂兄诙秳泳彌_區(qū)一個信號。 </p><p>　　因此，輸出的頻率裝置將增加一定數(shù)額的抖動。因為每個時鐘將已經(jīng)有一個內(nèi)在的抖動，選擇振蕩器低抖動是至關(guān)重要的開始。頻率劃分了一個高頻率的時鐘是一種方式，以減少抖動。頻率劃分，相同數(shù)量的抖動發(fā)生在一個較長時期，減少其百分比系統(tǒng)時間。</p><p>　　一般情況下，重要的來源，以減少抖動和避免引入額外的資金來源，應使用穩(wěn)定的參考時

33、鐘，避免使用信號和電路轉(zhuǎn)換慢，使用頻率最高的可行的范圍，允許增加過。 無雜散動態(tài)范圍（ SFDR ）是指比率（在分貝）之間的最高水平的基本信號和最高級別的任何雜散信號包括別名和和聲相關(guān)高頻成分，在頻譜。非常最佳的SFDR ，必須首先高品質(zhì)的振蕩器。</p><p>　　在線互動式設計工具，是一個助理選擇調(diào)整也就是說，一個參考時鐘和期望的輸出頻率和/或階段。所需的頻率選擇，和理想化輸出諧波顯示外部重建后過濾已應用。

34、一個例子是圖10 。表格數(shù)據(jù)還提供了主要的圖像和諧波。</p><p>　　如何將這些工具的幫助我的DDS的計劃？ </p><p>　　所有這一切需要的是必要的頻率輸出和系統(tǒng)的參考時鐘頻率。設計工具將輸出充分編程所需的程序序列的一部分。例如，在圖的12日， MCLK設置為25兆赫和理想的輸出頻率設定為10兆赫。一旦更新按鈕按下，全面編制序列計劃的一部分中所載的初始化順序登記。</p

35、><p>　　我該如何評估您的DDS的設備？</p><p>　　所有DDS的設備有一個評估板可用于購買。它們還配備了專用軟件，使用戶測試/評估部分很容易在幾分鐘內(nèi)收到木板。技術(shù)說明伴隨每個評估板包含示意圖顯示最好的信息和建議電路板設計和布局的做法。</p><p>　　我在哪里可以找到更多信息DDS的設備？ </p><p>　　主要DDS的網(wǎng)

36、頁位于www.analog.com / DDS的鏈接設計工具，提供http://www.analog.com/ Analog_Root /靜態(tài)/ techSupport / interactiveTools /頻率適用于-深入教程DDS的技術(shù)的，http://www.analog.com/IST 450968421DDS_Tutorial_rev12 -2 - 99.pdf 最新的DDS的選型指南可以找到位于http://www.