Программно-управляемый функциональный генератор

Рис. 1.2. Функциональная схема AD9833

Синусоидальные сигналы (рис.1.3) можно представить в виде их мгновенного значения a(t) = sin(ωt). Однако это нелинейное представление сигнала и его генерация предпочтительна с использованием кусочных конструкций. С другой стороны, представление в угловой форме линейно по своему характеру и представляет фазовый циклический сдвиг на фиксированный угол для каждой единицы времени. Угловая скорость зависит от частоты сигнала и равна ω = 2πf.

Рис. 1.3. Синусоидальный сигнал.

С учетом того, что фаза синусоидального сигнала линейная и известен период повторения, фазовый сдвиг для периода может быть определен как Δφ = ωΔt. Отсюда ω = Δφ/Δt = 2πf. Решая относительно f и заменяя тактовую частоту на период (1/fMCLK), получим

f = Δφ × fMCLK/2π.

Компонент AD9833 генерирует сигналы, используя данное выражение. Это достигается посредством применения следующих функциональных узлов: цифрового управляемого генератора с фазовым модулятором, таблицы синусов (SIN ROM) и цифро-аналогового преобразователя (рис. 1.2). Управляемый генератор и фазовый модулятор состоят из двух частотных регистров, фазового аккумулятора, двух фазовых регистров сдвига и схемы суммирования фаз. Таблица SIN ROM используется для преобразования информации с частотных и фазовых регистров с целью формирования совместно с ЦАП синусоидальных сигналов на выходе. Этим процессом управляют разряды MODE и OPBITEN, коммутируя соответствующие цепи генератора. Если таблица SIN ROM исключается из процесса формирования сигнала при переключении MUХ1 разрядом MODE, ЦАП будет генерировать линейную треугольную функцию. В этом случае SIN ROM может быть отключена разрядом SLEEP2. Получение прямоугольных колебаний достигается подключением к выходу схемы компаратора разрядом OPBITEN с возможным отключением ЦАП посредством SLEEP1. Частота последовательности прямоугольных импульсов на выходе при необходимости может быть уменьшена в два раза, что обеспечивается разрядом DIV2 управляющего регистра.

Программирование генератора производится путем загрузки данных в устройство в виде шестнадцатиразрядных слов под управлением последовательности тактовых импульсов SCLK. Вход FSYNC (рис. 1.4) содержит триггер уровня, который обеспечивает кадровую синхронизацию и включение генератора.

Так как компонент имеет различные выходные функции, он может быть использован в разнообразных применениях, в частности, в качестве и автономного генератора. Наряду с традиционными, возможно применение в областях, в которых требуются модулированные колебания. Устройство может быть использовано как для реализации простых типов модуляции, таких как FSK, так и более сложных GMSK, QPSK и ряда других.

В схеме на рис. 1.4 компонент D1 типа 74НСТ244 предназначен для буферизации шины данных и управления, но может быть исключен из схемы, если микроконтроллер конструктивно расположен вблизи от генератора. Так как AD9833 имеет стандартный последовательный интерфейс, он может быть подключен непосредственно к различным микропроцессорам. На рис. 1.5 приведен последовательный интерфейс AD9833 и микроконтроллера 80С51/80L51.

Интересное из раздела

Функционально-логическое проектирование цифрового узла заданного типа в заданном базисе и проверка его функционирования при различных наборах воздействующих сигналов
Цель работы: синтезировать цифровой узел заданного типа в заданном базисе и проверить его функционирование при различных наборах воздействующих сигналов. ...

Проектирование автоматического измерителя артериального давления
Важным компонентом клинического мониторинга, определяющим состояние сердечнососудистой системы и организма в целом, является контроль кровяного давления. Дв ...

Использование специализированных микропроцессоров
Рассмотрим преимущества цифровой обработки сигналов (ЦОС) на сравнении аналоговых и цифровых фильтров. Цифровые фильтры всё чаще находят своё применение в м ...