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(gè)隨時(shí)間變化的信號(hào)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(chǔ)在DDS的設(shè)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(xì)的頻率分辨率，并有廣泛的頻率測量。高超的設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)，今天的DDS的設(shè)備是非常緊湊和小巧的機(jī)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(duì)一些行業(yè)來說，能夠準(zhǔn)確產(chǎn)生波形和控制不同的頻率和幅值已成為一

3、個(gè)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(xué)測試設(shè)備的儀器。那么，方便、緊湊、成本低，是重要的設(shè)計(jì)考慮。 </p><p>　　從（ PLL ）的為基礎(chǔ)的技術(shù)非常高的頻率合成技術(shù)，以動(dòng)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(yīng)用要求，因?yàn)閱涡酒琁C器件可

4、以產(chǎn)生可編程模擬輸出簡單、高分辨率和準(zhǔn)確性波形。 </p><p>　　此外，在不斷改進(jìn)工藝技術(shù)和設(shè)計(jì)，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(chǔ)的可編程波形發(fā)生器（圖1 ） ，工作在5.5 V提供了一個(gè)25 MHz的時(shí)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(shè)備的AD9833都可通過高速串行外設(shè)接口（SPI），并只需要一個(gè)外部時(shí)鐘生成簡單的正弦波。 DDS的設(shè)備，現(xiàn)已能產(chǎn)生頻率小于1，頻率高達(dá)400 MHz（基于1 - GHz的時(shí)鐘）的信號(hào)。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(jìn)行數(shù)字化程序（和改編）輸出波形，使DDS的設(shè)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(gè)典型的DDS的設(shè)備？ </p><p>　　DDS的設(shè)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(gè)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(shè)備產(chǎn)生一個(gè)正弦波？

7、 </p><p>　　下面列出的內(nèi)部電路的DDS的設(shè)備：其主要組成部分是一個(gè)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(gè)正弦波，頻率取決于兩個(gè)變量，參考時(shí)鐘頻率和二進(jìn)制數(shù)編程到頻率寄存器時(shí)間。轉(zhuǎn)換的二進(jìn)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(chǔ)部分計(jì)算一個(gè)階段并查找表地址，它產(chǎn)出的數(shù)字值振幅對(duì)應(yīng)于正弦波的相位角，反過來，這個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓或電流，在生成一個(gè)固定頻率正弦波，頻率不斷增加（相增量，這是確定的二進(jìn)制數(shù)）被添加到每個(gè)階段累加器時(shí)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(gè)完整的DDS的？ 集成了D / A轉(zhuǎn)換器和頻率到一個(gè)單一的芯片通常被稱為一個(gè)完整的DDS</p><p>　　的解決方案，所有產(chǎn)品都是ADI公司DDS的設(shè)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(hào)有重復(fù)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(gè)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(gè)指定點(diǎn)的相輪相當(dāng)于相當(dāng)于點(diǎn)為一個(gè)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(yīng)的輸出正弦波。一個(gè)革命的載體周圍相輪，以恒定的速度，結(jié)果在一個(gè)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(duì)應(yīng)的周期點(diǎn)的輸出正弦波。 </p><p>　　相位累加器實(shí)際上是一個(gè)模物計(jì)數(shù)器遞增其儲(chǔ)存數(shù)量每次收到一個(gè)時(shí)鐘脈沖。巨大的增量是由二進(jìn)制編碼輸入文字（男） 。這個(gè)詞形式相步長之間的參考

12、時(shí)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(dāng)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(duì)于一個(gè)n = 28位相位累加器，一支M價(jià)值0000 ... 0001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年，該階段將蓄電池溢出后只有2參考時(shí)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(jìn)制數(shù)</b></p><p>　　fc=內(nèi)部參考時(shí)鐘頻率（系統(tǒng)時(shí)鐘） </p><p>　　n=每組長度階段累加器&

14、lt;/p><p>　　改變值的M導(dǎo)致立即和相位連續(xù)變化的輸出頻率。無環(huán)沉降時(shí)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(gè)周期的數(shù)量減少。由于抽樣理論告訴我們，至少有兩個(gè)樣品每個(gè)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(shí)際應(yīng)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(dāng)產(chǎn)生一個(gè)恒定頻率，而發(fā)出線性相位累加器的信號(hào)增加，因此模擬波形產(chǎn)生本身就是信號(hào)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(shí)產(chǎn)值（ 28位AD9833 ）與不</p><p>　　必要的不顯著位消除截?cái)?，將正弦波幅值信息提交到?0位）D / A轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　在DDS的架構(gòu)利

16、用對(duì)稱性質(zhì)的正弦波，利用映射邏輯合成一個(gè)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(hào)流通過DDS的架構(gòu)。</p><p>　　什么是流行的用途DDS的？ 應(yīng)用目前使用的頻率為

17、基礎(chǔ)的波形產(chǎn)生分為兩大類：設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)需要敏</p><p>　　捷（即立即響應(yīng)） ，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(yīng)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(gè)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(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用使用頻率作為一個(gè)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(shí)，使用傳統(tǒng)的模擬編程波形發(fā)生器。DDS的許可證進(jìn)行簡單的調(diào)整頻率實(shí)時(shí)找到共振頻率或補(bǔ)償溫度漂移。這些應(yīng)用包括使用DDS在頻率可調(diào)來源衡量阻抗（例如在一個(gè)阻抗為基礎(chǔ)的感應(yīng)器） ，產(chǎn)生的

19、脈沖波調(diào)制信號(hào)的微型驅(qū)動(dòng)，或檢查衰減局域網(wǎng)或電話線。 </p><p>　　問：你認(rèn)為是關(guān)鍵的優(yōu)勢，以設(shè)計(jì)師的DDS的真實(shí)世界的設(shè)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(yīng)用。的好處，使他們有吸引力的設(shè)計(jì)工程師包括： </p><p>　　數(shù)字控制微赫茲的頻率調(diào)整和副學(xué)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(shí)間異常， 數(shù)字架構(gòu)的DDS無需手動(dòng)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(jìn)行遠(yuǎn)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(hào)？ </p><p>　　二進(jìn)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(yùn)人兩個(gè)離散頻率（因此二進(jìn)制） 。一個(gè)頻率， F1的， （也許更高）被指定為標(biāo)記頻率（二進(jìn)制1 ）及其他，當(dāng)代，隨著空間頻率（二進(jìn)制零） 。圖6顯示的例子之間的關(guān)系，標(biāo)志著空間數(shù)據(jù)和發(fā)送信號(hào)。 </p><p><b>　　圖6.FSK調(diào)制。</b></p><p>　　這種編碼方案很容易實(shí)施的使用頻率。 DDS的頻率調(diào)諧的字，代表輸出頻率

22、，設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹祦懋a(chǎn)生當(dāng)代和F1 ，因?yàn)樗鼈儼l(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(gè)詞前的設(shè)備傳輸。對(duì)于AD9834 ，兩個(gè)頻率寄存器可以方便鍵控編碼。一個(gè)專用引腳的器件（ FSELECT ）接受調(diào)制信號(hào)，并選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)整字（或頻率登記冊） ?？驁D如圖7表明一個(gè)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(hào)是多種多樣的信息傳達(dá)。 </p><p>　　該計(jì)劃完成的PSK ，最簡單的被稱為二進(jìn)制相移鍵控（ BPSK調(diào)制）信號(hào)的使用兩個(gè)階段： 0度和180度, BPSK調(diào)制編碼0 °相移的一個(gè)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(hào)并沒有改變，信號(hào)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(hào)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(shí)施的直接數(shù)字頻率合成器集成電路。大部分的設(shè)備有一個(gè)單獨(dú)的輸入注冊（登記冊的一個(gè)階段），可載有一個(gè)階段的價(jià)值。這個(gè)值直接添加到階段承運(yùn)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(gè)調(diào)制的輸出信號(hào)。適用于要求高速調(diào)制，該AD

25、9834允許預(yù)裝階段登記選定使用專用切換輸入引腳（ PSELECT ）.</p><p>　　更復(fù)雜的形式的調(diào)制采用四或八個(gè)波階段。這使得二進(jìn)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(gè)階段的轉(zhuǎn)變可以代表兩個(gè)信號(hào)分子。在AD9830 ，AD9831 ，AD9832和AD9835的4個(gè)階段提供登記，使復(fù)雜的相位調(diào)制計(jì)

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(gè)DDS的設(shè)備同步的，也就是說，智商能力？ </p><p>　　可以用兩個(gè)單DDS的設(shè)備上運(yùn)行相同的主時(shí)鐘輸出兩路信號(hào)的相位關(guān)系就可以直接控制。圖8 ，兩個(gè)AD9834s編程使用參考時(shí)鐘，以同樣的復(fù)位引腳被用來更新兩部分。使用此設(shè)置，可以這樣做的IQ調(diào)制。 </p><p>　　圖8.多個(gè)DD

27、S的集成電路在同步模式。</p><p>　　復(fù)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(tái)輸出的頻率為已知階段，作為共同的參照點(diǎn)，允許同步多個(gè)DDS的設(shè)備。當(dāng)新的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到多個(gè)DDS的單位，一個(gè)連貫的相位關(guān)系可以維持，他們的相對(duì)相位抵消轉(zhuǎn)向可預(yù)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(jìn)一步詳細(xì)資料同步多個(gè)DDS的單位請(qǐng)注意應(yīng)用的AN - 605 。

28、 </p><p>　　什么是關(guān)鍵業(yè)績指標(biāo)的DDS的系統(tǒng)？ </p><p>　　相位噪聲，抖動(dòng)，和無雜散動(dòng)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(gè)或兩個(gè)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(yīng)用性能的模擬通信行業(yè)。 </p>

29、;<p>　　做DDS的設(shè)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(shí)鐘抖動(dòng)可以被看作是相位噪聲的基本信號(hào)的直接數(shù)字頻率合成器系統(tǒng);和相位截?cái)嗫赡芤脲e(cuò)誤級(jí)別的系統(tǒng)，這取決于暗語選擇。對(duì)于比率，可準(zhǔn)確表達(dá)的截?cái)喽M(jìn)制編碼的文字，也沒有截?cái)嗾`差。對(duì)于需要更多的比特率比的情況下，所產(chǎn)生的相位噪聲截?cái)嗾`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(dǎo)致噪聲和諧波。圖9顯示了相位噪聲的一個(gè)典型的一個(gè)AD9834的DDS的設(shè)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(shí)鐘頻率為50兆赫。 </p><p>　　怎么樣抖動(dòng)？ 抖動(dòng)是動(dòng)態(tài)位移的數(shù)字信號(hào)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(shí)

31、刻，絕不會(huì)有所不同。當(dāng)然，這是不可能的，因?yàn)榧词故亲詈玫恼袷幤鳂?gòu)建真正的組成部分來源的噪音和其他缺陷。一個(gè)高質(zhì)量，低相位噪聲晶體振蕩器將抖動(dòng)小于35皮秒（ ps的）的周期抖動(dòng)，積累了幾百萬時(shí)鐘邊緣 .</p><p>　　振蕩器抖動(dòng)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(jī)，它可以有助于抖動(dòng)影響振蕩器的輸出。即使一個(gè)簡單的放大器

32、，逆變器，或?qū)⒂兄诙秳?dòng)緩沖區(qū)一個(gè)信號(hào)。 </p><p>　　因此，輸出的頻率裝置將增加一定數(shù)額的抖動(dòng)。因?yàn)槊總€(gè)時(shí)鐘將已經(jīng)有一個(gè)內(nèi)在的抖動(dòng)，選擇振蕩器低抖動(dòng)是至關(guān)重要的開始。頻率劃分了一個(gè)高頻率的時(shí)鐘是一種方式，以減少抖動(dòng)。頻率劃分，相同數(shù)量的抖動(dòng)發(fā)生在一個(gè)較長時(shí)期，減少其百分比系統(tǒng)時(shí)間。</p><p>　　一般情況下，重要的來源，以減少抖動(dòng)和避免引入額外的資金來源，應(yīng)使用穩(wěn)定的參考時(shí)

33、鐘，避免使用信號(hào)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(dòng)態(tài)范圍（ SFDR ）是指比率（在分貝）之間的最高水平的基本信號(hào)和最高級(jí)別的任何雜散信號(hào)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(dòng)式設(shè)計(jì)工具，是一個(gè)助理選擇調(diào)整也就是說，一個(gè)參考時(shí)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(yīng)用。

34、一個(gè)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(jì)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(shí)鐘頻率。設(shè)計(jì)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(shè)置為25兆赫和理想的輸出頻率設(shè)定為10兆赫。一旦更新按鈕按下，全面編制序列計(jì)劃的一部分中所載的初始化順序登記。</p

35、><p>　　我該如何評(píng)估您的DDS的設(shè)備？</p><p>　　所有DDS的設(shè)備有一個(gè)評(píng)估板可用于購買。它們還配備了專用軟件，使用戶測試/評(píng)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(gè)評(píng)估板包含示意圖顯示最好的信息和建議電路板設(shè)計(jì)和布局的做法。</p><p>　　我在哪里可以找到更多信息DDS的設(shè)備？ </p><p>　　主要DDS的網(wǎng)

36、頁位于www.analog.com / DDS的鏈接設(shè)計(jì)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.