Bir DSP sistemi sinüzoidal dalga formuna veya diğer periyodik dalga formu üretimine ihtiyaç duyar. Bu dalga formlarını oluşturmak için kullanılan yöntemlerden biri, adresi bir sinüs LUT'ye (arama tablosu) üretmek için dijital bir akümülatörün kullanıldığı NCO'ları (Sayısal Kontrollü Osilatörler) içerir. Sistem hem yazılım hem de donanımda çok yaygındır. Bu nedenle, çıkışta sabit bir faz özelliğini korurken üretilen dalga formunun anlık frekansı/fazı içinde anında değişikliklere izin verir. ile bir kez birleştirildiğinde DAK analog bir o/p dalga biçimi oluşturmak için sistem DDS veya Doğrudan Dijital Sentezleyici olarak bilinir. Bu nedenle, bu makale bir genel bakışı tartışıyor sayısal kontrollü osilatör veya Astsubay – uygulamalarla çalışmak.
Sayısal Kontrollü Osilatör Nedir?
Sayısal olarak kontrol edilen bir osilatör, tasarımda sinyalin frekansının veya fazının kontrol edildiği durumlarda genellikle sinüzoidal olan senkron, ayrık zamanlı ve ayrık değerli bir dalga formu üreten bir dijital sinyal üretecidir. Bu osilatörler, doğrudan bir DDS veya dijital sentezleyici yapmak için çıkışta sıklıkla bir DAC (dijital-analog dönüştürücü) ile birleştirilir. NCO'lar, doğruluk, çeviklik, güvenilirlik ve kararlılık açısından diğer osilatör türlerine göre birçok avantaj sağlar. Bu nedenle, D sınıfı ses yükselticileri, ton üreteçleri, aydınlatma kontrolü, flüoresan balastlar ve radyo ayar devrelerinin tümü NCO'lardan yararlanır. Sayısal olarak kontrol edilen bir osilatör, radar sistemleri, dijital PLL'ler, radyo sistemleri, sürücüler çok seviyeli PSK / gibi çeşitli iletişim sistemlerinde kullanılır. FSK modülatörler veya demodülatörler ve çok daha fazlası.
Özellikleri
Sayısal olarak kontrol edilen osilatörlerin özellikleri aşağıdakileri içerir.
Çıkış frekansı
NCO tarafından üretilen çıkış frekansı yüksektir ve bu, esas olarak hayır'a bağlıdır. örneğin; 20 bitlik bir boyut 32 MHZ'ye kadar üretir, ancak 16 bitlik bir boyut yalnızca 500 KHz üretebilir.
Esnek Çıktı
NCO'nun çıkışı sabit bir görev döngüsüne, aksi halde bir darbe frekansı formuna ayarlanabilir.
Düşük Güç Uykusunda Çalışır
Sayısal olarak kontrol edilen osilatör, uyku modunda çalışabilir ve CPU'dan bağımsızdır.
Çeşitli Saat Kaynakları
Sayısal olarak kontrol edilen osilatör bir hayır kullanabilir. saat kaynaklarının hem dahili hem de harici.
N-bit Zamanlayıcı/sayaç İşlevselliği
Sayısal olarak kontrol edilen osilatör, yeni bir çalışma modunda genel amaçlı 20 bitlik bir zamanlayıcı/sayaç gibi de kullanılabilir.
Astsubay Osilatör Mimarisi
Sayısal olarak kontrol edilen osilatör mimarisi aşağıda gösterilmiştir. Bu mimari, PA (faz biriktirici) ve PAC (fazdan genliğe dönüştürücü) olmak üzere iki ana parça içerir.
Bir faz toplayıcı, her CLK örneğinde çıkışında tutulan değere bir frekans kontrol değeri ekler. Bir faz-genlik dönüştürücü, bir sinyal arama tablosuna bir dizin gibi faz toplayıcının çıkış sözcüğü ile eşleşen bir genlik örneği sağlar. Bazen, doğruluğu artırmak ve fazın hata gürültüsünü azaltmak için LUT ile birlikte enterpolasyon kullanılır. Sayısal olarak kontrol edilen osilatör yazılımında, fazı genliğe çevirmek için güç serileri gibi matematiksel prosedürler kullanılabilir.
Saat ayarlandıktan sonra, PA veya faz toplayıcı basitçe bir modulo 2^N testere dişi sinyali oluşturur ve ardından PAC (fazdan genliğe dönüştürücü) yoluyla örneklenmiş bir sinüzoide değiştirilir. Burada 'N' hayırdır. faz toplayıcı içinde taşınan bit sayısı.
'N' gibi taşınan bitlerin sayısı, osilatörün frekans çözünürlüğünü ayarlar ve genellikle no'ya kıyasla çok daha yüksektir. PAC arama tablosunun bellek alanını tanımlayan bit sayısı.
Fazdan genliğe dönüştürücünün kapasitesi 2^M ise, faz toplayıcının çıkış word'ü yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi M bitlerine düşürülmelidir. Ancak, bu bitler enterpolasyon için kullanılır. Faz çıkış kelimesi azaltma, frekansın doğruluğunu değiştirmez ancak zamanla değişen periyodik faz hatası üretir, sahte ürünlerin ana kaynağıdır.
CLK frekansına göre frekans doğruluğu, yalnızca fazı hesaplamak için kullanılan matematiğin doğruluğu ile sınırlıdır. Sayısal olarak kontrol edilen osilatörler faz ve frekans farkında olduğundan ve uygun düğümde toplanarak frekans modülasyonlu veya faz modülasyonlu bir çıktı oluşturmak için biraz değiştirilebilir, aksi takdirde dördün çıkışları verir.
Sayısal Olarak Kontrol Edilen Osilatör Nasıl Çalışır?
NCO modülü, bir çıkış sinyali oluşturmak için bir akümülatörün taşmasını kullanır. Böylece akümülatörün taşması, tek bir CLK sinyali yerine değiştirilebilir bir artış değeri ile kontrol edilmiştir. Bu, bölme derecesinin sınırlı Prescaler veya postcaler bölücü değeri tarafından değişmemesi bakımından basit bir zamanlayıcı güdümlü sayaca göre bir avantaj sunar. Sayısal olarak kontrol edilen osilatör, sabit bir görev döngüsünde frekans doğruluğunun ve mükemmel çözünürlüğün gerekli olduğu uygulamalarda çok kullanışlıdır.
Sayısal olarak kontrol edilen osilatör, basitçe bir akümülatöre sık sık sabit bir değer ekleyerek çalışır. Böylece, giriş CLK oranında eklemeler gerçekleşecektir. Bazen akümülatör, ham Astsubayın çıktısı olan bir taşıma yoluyla taşar. Bu, dahil edilen değerin akümülatörün en yüksek değerine oranı yoluyla giriş CLK'sını verimli bir şekilde azaltır.
Ayrıca, NCO'nun çıktısı sadece darbeyi uzatarak değiştirilebilir. Bundan sonra, NCO'nun değiştirilen çıkışı dahili olarak diğer çevre birimlerine dağıtılır ve isteğe bağlı olarak bir giriş/çıkış pinine çıkarılır. Akümülatörün taşması da kesintiye neden olabilir.
NCO periyodu, ortalama bir frekans oluşturmak için ayrı adımlar halinde değişir. Dolayısıyla, bu çıktı esas olarak alıcı devrenin, belirsizliği azaltmak için NCO çıktısının ortalamasını alma kapasitesine bağlıdır.
Astsubay modülünün taşması temel olarak aşağıdaki formüle bağlıdır
Akümülatör Taşma Oranı = Akümülatör Taşma Değeri/Giriş CLK Frekansı + Artış Değeri.
Faz Toplayıcı nedir?
Sistemin her saat giriş sinyali için arttırılan 2^N dijital koşulları içeren modulo-N sayıcıdır. Artış boyutu esas olarak ayar kelimesi değerine bağlıdır ve M akümülatörün toplayıcı aşamasına uygulanır. Ayarlama sözcüğü, adım boyutundaki sayaç artışlarını basitçe sabitler.
NCO Osilatör Avantajları
Sayısal olarak kontrol edilen osilatörün avantajları aşağıdakileri içerir.
- Sayısal olarak kontrol edilen bir osilatör, kararlılık, doğruluk ve güvenilirlik açısından diğer osilatör türlerine kıyasla birçok avantaj sunar.
- Bu osilatörlerin esnek bir mimarisi vardır, böylece anında frekans veya faz gibi programlanabilirliklere kolayca izin verirler.
- Sayısal olarak kontrol edilen osilatörler, diğerlerine göre çeşitli avantajlar sunar. osilatör türleri çeviklik, doğruluk, kararlılık ve güvenilirlik açısından.
- NCO'nun faydaları, tasarımcıların panoları daha hızlı tasarlamasına, güç tüketimini azaltmasına, yerleşik alandan tasarruf etmesine ve maliyeti düşürmesine olanak tanır.
Astsubay Osilatör Kullanımları
Sayısal olarak kontrol edilen osilatörlerin uygulamaları aşağıdakileri içerir.
- Sayısal olarak kontrol edilen osilatör, balast ve aydınlatma kontrolü, rezonans güç kaynakları ve ton üreteçleri gibi yüksek frekans doğruluğu, doğrusal frekans kontrolü ve sabit bir görev döngüsünde mükemmel çözünürlüğün gerekli olduğu yerlerde uygulanabilir.
- NCO'lar, oran dönüştürme, frekans sentezi ve CLK üretimi gibi çok çeşitli zamanlama uygulamalarında kullanılan normal dijital devrelerdir.
- Bir NCO, temel olarak, SoC'lerde sinüs, kosinüs, LFM veya lineer frekans modülasyonlu, Gaussian gibi çip üzerinde ana sinyal üretimi için kullanılır.
- NCO modülü, bir akümülatörün taşmasını kullanarak bir çıkış sinyali üreten bir zamanlayıcıdır.
- Bunlar, radyo ayar devreleri, aydınlatma kontrolü, flüoresan balastlar, ton üreteçleri ve D sınıfı ses yükselticilerinin uygulamalarında çok önemlidir.
- Bunlar, bir DDS (doğrudan dijital sentezleyici) tasarlamak için genellikle o/p'de bir DAC ile kombinasyon halinde kullanılır.
- Bu, bir osilatörün gürültülü i/p sinyalini temizlemek için kullanılan bir dijital frekans üretecidir.
Bu, 32 MHz'e kadar frekanslar üretmek için kullanılan doğrusal frekans programlanabilir bir jeneratördür.
Böylece, her şey bununla ilgili normalde kontrol edilen bir osilatöre genel bakış bu, her giriş saati sinyalinin artan kenarında bir iç akümülatöre bir artış ekleyerek çalışır. Bu nedenle, NCO'nun çıkış frekansı, hayır ile orantılıdır. Akümülatörün taşması için aldığı döngü sayısı. İşte size bir soru, osilatör nedir?
