DSP-süsteem vajab sinusoidaalset lainekuju või muud perioodilist lainekuju genereerimist. Üks nende lainekujude genereerimiseks kasutatav meetod hõlmab peamiselt NCO-sid (numbriliselt juhitavad ostsillaatorid), mille puhul kasutatakse digitaalset akumulaatorit aadressi loomiseks siinus-LUT-ks (otsingutabel). Süsteem on väga levinud nii tarkvara kui ka riistvara osas. Seega võimaldab see koheseid muutusi genereeritud lainekuju hetkesageduses/faasis, säilitades samal ajal väljundis konstantse faasiomaduse. Kui see on ühendatud a DAC analoogse o/p lainekuju genereerimiseks on süsteem tuntud kui DDS või Direct Digital Synthesizer. Seega käsitletakse selles artiklis ülevaadet a arvjuhtimisega ostsillaator või allohvitser – rakendustega töötamine.
Mis on arvjuhtimisega ostsillaator?
Arvjuhtimisega ostsillaator on digitaalne signaaligeneraator, mis genereerib sünkroonse, diskreetse aja ja diskreetse väärtusega lainekuju, mis on üldiselt siinuskujulised ja mille konstruktsioonis juhitakse signaali sagedust või faasi. Neid ostsillaatoreid kombineeritakse sageli väljundis DAC-iga (digitaal-analoogmuunduriga), et luua otsene DDS või digitaalne süntesaator. NCO-d pakuvad võrreldes teist tüüpi ostsillaatoritega palju eeliseid täpsuse, paindlikkuse, töökindluse ja stabiilsuse osas. Seega saavad NCO-dest kasu D-klassi helivõimendid, toonigeneraatorid, valgustuse juhtimine, fluorestseeruvad liiteseadised ja raadiohäälestusahelad. Arvjuhitavat ostsillaatorit kasutatakse erinevates sidesüsteemides, nagu radarisüsteemid, digitaalsed PLL-id, raadiosüsteemid, draiverid mitmetasandiline PSK/ FSK modulaatorid või demodulaatorid ja palju muud.
Funktsioonid
Arvjuhtimisega ostsillaatorite omadused hõlmavad järgmist.
Väljundsagedus
NCO genereeritud väljundsagedus on kõrge, mis sõltub peamiselt nr. bittide kohta Näiteks; 20-bitine suurus genereerib kuni 32 MHz, kuid 16-bitine suurus suudab genereerida ainult 500 KHz.
Paindlik väljund
NCO väljundi saab seadistada stabiilsele töötsüklile, vastasel juhul impulsi sageduse vormile.
Töötab vähese energiatarbega unerežiimis
Arvjuhitav ostsillaator võib töötada puhkerežiimis ja on protsessorist sõltumatu.
Mitmed kellaallikad
Arvjuhtimisega ostsillaator võib kasutada ei. nii sise- kui väliskellaallikatest.
N-bitine taimeri/loenduri funktsionaalsus
Arvjuhtimisega ostsillaatorit saab uues töörežiimis kasutada ka üldotstarbelise 20-bitise taimeri/loendurina.
NCO ostsillaatori arhitektuur
Arvjuhitava ostsillaatori arhitektuur on näidatud allpool. See arhitektuur sisaldab kahte põhiosa PA (faasiaku) ja PAC (faasi-amplituudmuundur).
Faasiakumulaator lisab iga CLK proovi väljundis hoitavale väärtusele sageduse juhtväärtuse. Faas-amplituudimuundur pakub faasiakumulaatori väljundsõnaga sobiva amplituudinäidise, nagu signaaliotsingu tabeli indeks. Mõnikord kasutatakse interpoleerimist koos LUT-ga, et suurendada täpsust ja vähendada faasi veamüra. Arvjuhitavas ostsillaatoritarkvaras saab faasi amplituudiks teisendamiseks kasutada matemaatilisi protseduure, näiteks võimsusseeriaid.
Kui PA või faasiaku on aktiveeritud, loob see lihtsalt mooduli 2^N saehamba signaali, misjärel see muudetakse PAC-i (faasi-amplituudimuunduri) kaudu diskreeditud sinusoidiks. Siin on 'N' nr. faasiakumulaatoris olevatest kantud bittidest.
Kaasatud bittide arv, nagu 'N', määrab ostsillaatori sageduseraldusvõime ja on tavaliselt palju suurem kui nr. bittidest, mis kirjeldavad PAC-otsingutabeli mäluruumi.
Kui faasi-amplituudi muunduri võimsus on 2^M, tuleks faasiaku väljundsõna vähendada M-bitideks, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel. Kuid neid bitte kasutatakse interpoleerimiseks. Faasiväljundi sõna vähendamine ei muuda sageduse täpsust, kuid see tekitab ajas muutuva perioodilise faasiviga, mis on valetoodete peamine allikas.
Sageduse täpsust CLK sageduse suhtes piirab ainult faasi arvutamiseks kasutatud matemaatika täpsus. Kuna arvjuhtimisega ostsillaatorid on faasi- ja sagedusteadlikud ning neid saab sobivas sõlmes liitmise teel sagedusmoduleeritud või faasimoduleeritud väljundi genereerimiseks veidi muuta, vastasel juhul annavad need kvadratuurväljundid.
Kuidas arvjuhtimisega ostsillaator töötab?
NCO moodul kasutab väljundsignaali genereerimiseks akumulaatori ülevoolu. Seega on akumulaatori ülevoolu reguleeritud ühe CLK-signaali asemel muudetava juurdekasvu väärtusega. See annab eelise võrreldes lihtsa taimeriga juhitava loenduriga, kuna jagamise aste ei muutu piiratud prescaleri või postscaleri jagaja väärtuse võrra. Arvjuhitav ostsillaator on väga kasulik rakendustes, kus on vajalik sageduse täpsus ja suurepärane eraldusvõime fikseeritud töötsükli korral.
Arvjuhitav ostsillaator lihtsalt töötab, lisades akumulaatorile sageli fikseeritud väärtuse. Seega lisatakse CLK-i sisendmääraga. Mõnikord voolab aku üle ülekande, mis on töötlemata NCO väljund. See vähendab tõhusalt sisend-CLK-d kaasatud väärtuse ja akumulaatori kõrgeima väärtuse suhte kaudu.
Lisaks saab NCO väljundit muuta lihtsalt impulsi venitades. Pärast seda jaotatakse NCO muudetud väljund sisemiselt teistele välisseadmetele ja valikuliselt väljastatakse sisend-/väljundviigule. Aku ülevool võib samuti põhjustada katkestuse.
NCO periood muutub keskmise sageduse genereerimiseks eraldi sammude kaupa. Seega sõltub see väljund peamiselt vastuvõtuahela suutlikkusest keskmistada NCO väljund, et vähendada ebakindlust.
NCO mooduli ülevool sõltub peamiselt järgmisest valemist
Aku ülevoolukiirus = akumulaatori ülevoolu väärtus/sisend CLK sagedus + juurdekasvu väärtus.
Mis on faasiakumulaator?
See on modulo-N loendur, mis sisaldab 2^N digitaalset tingimust, mida suurendatakse iga süsteemi kella sisendsignaali jaoks. Kasvu suurus sõltub peamiselt häälestussõna väärtusest ja M rakendatakse akumulaatori liitmisastmele. Häälestussõna lihtsalt fikseerib sammu suuruse loenduri sammud.
NCO ostsillaatori eelised
Arvjuhitava ostsillaatori eelised hõlmavad järgmist.
- Arvjuhitav ostsillaator pakub stabiilsuse, täpsuse ja töökindluse osas palju eeliseid võrreldes teiste ostsillaatoritüüpidega.
- Nendel ostsillaatoritel on paindlik arhitektuur, nii et need võimaldavad hõlpsasti programmeerida, nagu sagedus või faas.
- Arvjuhitavad ostsillaatorid pakuvad teiste ees mitmeid eeliseid ostsillaatorite tüübid agility, täpsuse, stabiilsuse ja töökindluse osas.
- NCO eelised võimaldavad disaineritel plaate kiiremini projekteerida, vähendada energiatarbimist, säästa pardal olevat kinnisvararuumi ja vähendada kulusid.
NCO ostsillaatori kasutusalad
Arvjuhtimisega ostsillaatorite rakendused hõlmavad järgmist.
- Arvjuhitav ostsillaator on kasutatav seal, kus on vaja kõrgsageduslikku täpsust, lineaarset sagedusjuhtimist ja suurepärast eraldusvõimet fikseeritud töötsükli ajal, nagu liiteseadis ja valgustuse juhtimine, resonantstoiteallikad ja toonigeneraatorid.
- NCO-d on tavalised digitaalsed ahelad, mida kasutatakse paljudes ajastusrakendustes, nagu kiiruse teisendamine, sageduse süntees ja CLK genereerimine.
- NCO-d kasutatakse peamiselt põhiliste signaalide (nt siinus-, koosinus-, LFM- või lineaarsagedusmoduleeritud Gaussi-signaali) genereerimiseks kiibil.
- NCO moodul on taimer, mis genereerib väljundsignaali, kasutades aku ülevoolu.
- Need on väga olulised raadiohäälestusahelate, valgustuse juhtimise, fluorestsentsliiteseadiste, toonigeneraatorite ja D-klassi helivõimendite rakendustes.
- Neid kasutatakse sageli koos DAC-iga o/p-s DDS-i (otse digitaalse süntesaatori) kujundamiseks.
- See on digitaalne sagedusgeneraator, mida kasutatakse ostsillaatori mürarikka i/p signaali puhastamiseks.
See on lineaarse sagedusega programmeeritav generaator, mida kasutatakse kuni 32 MHz sageduste tootmiseks.
Seega on see kõik umbes ülevaade normaalselt juhitavast ostsillaatorist mis toimib lihtsalt lisades iga sisendsignaali kasvavale servale sisemise akumulaatori juurdekasvu. Seega on NCO väljundsagedus võrdeline nr. tsüklite arvu, mis kulub aku ülevooluks. Siin on teile küsimus, mis on ostsillaator?
