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

Двухканальный усилитель низкой частоты 2х22Вт
Предлагаемый усилитель обладает малыми габаритами и широким диапазоном питающих напряжений. УНЧ воспроизводит частоты 45 Гц…20 кГц при коэффициенте нелинейн ...

Цифровая система автоматического управления
Необходимо спроектировать цифровую систему автоматического управления (ЦСАУ). Система должна принимать сигнал из датчика, который находит в диапазоне 0…24В. Задаю ...

Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги Красноярск – Саянская – Абакан
Главная задача, поставленная перед железнодорожным транспортом, обеспечение всевозрастающей потребности народного хозяйства в перевозках, повышение скоросте ...