بخشی از مقاله

چکیده - سینتیسایزر یا سنتز کنندهی فرکانس ماژول بسیار مهمی در دستگاههای مخابراتی و رادارها و ... میباشد، که سیگنال RF با کیفیت مطلوب برای استفاده در Up converter, Down converter میکسرها تولید میکند. مطالعه روشهای سنتز فرکانس با این فرض بود که از یک مکانیسم قفل فاز استفاده میشود تا رابطهای دقیق بین فرکانس تولیدشده و فرکانس مرجع برقرار شود. روش سنتز مستقیم دیجیتال - DDS - روش دیگر برای همین منظور است که نسبت به روش قفل فاز مزایا و معایب مشخصی دارد. در این مقاله از آی سی AD9910 که یک آی سی DDS قابلبرنامهریزی میباشد و راهاندازی آن در حالت Single tone استفادهشده است. در این روش برای تولید سیگنال با فرکانس مشخص ابتدا مقدار رجیسترها محاسبه میگردد و سپس با استفاده از برنامهریزی آنها بهصورت ارتباط سریال فرکانس مورد نظر تولید میگردد.

-1   مقدمه

دستگاههای رادیویی و تمام رادارهای موجود، به یک نوسان-ساز فرکانس بالا با پهنای باند وسیع نیاز دارند، این نوسانسازها بخش اصلی این دستگاهها میباشند.[1] مطالعه روشهای سنتز فرکانس بر این فرض بود که از یک مکانیسم قفل فاز استفاده میشود تا رابطهای دقیق بین فرکانس تولیدشده و فرکانس مرجع برقرار شود. روش سنتز مستقیم دیجیتال - Direct digital synthesizer - روش دیگر برای همین منظور است که نسبت به روش قفل فاز مزایا و معایب مشخصی دارد.[2]

در این مقاله در ابتدا اساس کار سنتز کنندههای دیجیتال شرح داده میشود.[3] سپس به معرفی آی سی AD9910 که یک آی سی DDS است و نیز نحوهی عملکرد آن پرداخته میشود.[4] در ادامه به نحوهی راهاندازی و مد کاری و ارتباط آن با میکروکنترلر و مقداردهی ریجسترهای آن پرداخته میشود.[5] راهاندازی شده است که به نحوهی راهاندازی آن در حالت Single tone و عملکرد آن در این مد پرداخته میشود.[6] در پایان تصاویر محصول ساختهشده آورده شده است.

-2   اساس سنتز مستقیم دیجیتال - DDS -

اساس DDS این است که سیگنال در حوزه دیجیتال تولید شود و با استفاده از تبدیل D/A و فیلتر کردن شکل موج آنالوگ تولید شود. برای درک اصول آن، ابتدا مدار شکل - - 1را در نظر بگیرید. یک شمارنده با گامهای واحد از 0 تا N میشمارد تا شکل موجی بهصورت شیب تولید کند. هر عددی که شمارنده تولید میکند برای انتخاب یک مقدار ذخیرهشده در ROM که نمونهای از یک شکل موج سینوسی است بکار میرود. سپس نتیجه به شکل آنالوگ تبدیلشده و برای حذف مؤلفههای فرکانس بالا از فیلتر پایینگذر عبور میکند.

حال فرض کنید که بخواهیم فرکانس خروجی را افزایش دهیم، درحالیکه فرکانس کلاک ثابت و برابر با   است. حدس میزنیم که اگر شمارنده تعداد نقاط کمتری از یک سیگنال - با فواصل یکنواخت - را انتخاب کند، آنگاه فرکانس خروجی بزرگتر است و بالعکس. شکل - - 2 ، این کار با افزایش گامهای شمارش شمارنده، M، بهطور برنامه پذیر ممکن است و در صورت لزوم تغییر داده میشود. حال با برنامهریزی کردن FTW - N - میتوان فرکانس خروجی را کنترل و تنظیم نمود.

DDS جهش سریع فرکانسی را فراهم میکند و کیفیت تنظیم فرکانس با شمارنده - انباشتگر - 32 بیتیاش میباشد: با یک الگوی سریع GSPS،1دقت تنظیم تقریباً 0,23Hz است. DDS  همچنین توانایی سوئیچینگ دامنه و فاز سریع را دارد. AD9910 توسط برنامهریز ثبات کنترل داخلیاش از طریق یک پورت سریال ورودی / خروجی - I/O - کنترل میشود. AD9910 شامل یک RAM استاتیکی مجتمع بهمنظور پشتیبانی ترکیبات متعدد مدولاسیون فاز، دامنه و فرکانس میباشد. AD9910 همچنین از عملکرد تعریف کاربر، کنترل دیجیتالی، حالت شیب دیجیتال پشتیبانی میکند. در این حالت فرکانس، فاز یا دامنه میتواند تماموقت بهطور خطی گوناگون باشد، برای بیشتر توابع مدولاسیون پیشرفته یک پورت ورودی دیتای موازی پرسرعت وجود دارد که توانایی مستقیم تغییر فرکانس، فاز، دامنه یا مدولاسیون قطبی را دربرمی گیرد.

AD9910 - DDS ,&ʼ6 -     -3

AD9910 یک سنتز کننده فرکانس دیجیتالی مستقیم است که شامل ویژگیهایی همچون، مبدل دیجیتال به آنالوگ چهارده بیتی مجتمع و سرعت الگوبرداری پشتیبانی بالاتر از 1GSPS است. AD9910 یکفنّاوری DDS اختصاصی و پیشرفته را در اختیار گرفته است که کاهش قابلتوجه ای را در توان مصرفی بدون از دست دادن کارایی فراهم میکند. DDS/DAC درهمآمیخته شده ،یک آی سی دیجیتال قابلبرنامهریزی، فرکانس بالا، قابلیت سنتز فرکانس خروجی آنالوگ از تولیدکننده شکل موج سینوسی سریعالانتقال فرکانس ، در فرکانسهای بالا است. کاربر با سه پارامتر به کنترل سیگنال که DDS را کنترل میکند دسترسی دارد : - فرکانس، فاز و دامنه - .

-4   تئوری عملکرد AD9910

AD9910 دارای چهار مد کاری به شرح زیر میباشد:

-    Single tone

-    RAM modulation

-    Digital ramp modulation

-    Parallel data port modulation

شرح دادن حالتهای بکار بردن منبع اطلاعات، بهمنظور تغذیه DDS ، با پارامترهای کنترل سیگنالش - فرکانس، فاز، دامنه - صورت میگیرد. تقسیمبندی اطلاعات در ترکیبهای مختلف از فرکانس، فاز و دامنه مبنی بر حالت یا بیتهای کنترلی خاص بهطور خودکار - خودبهخود - است. در حالت Single tone ، پارامترهای کنترل سیگنال - DDS دامنه، فاز ، فرکانس - از طریق برنامهریزی رجیسترهای وابسته به پورت سریال I/O کنترل میشوند. در حالت Ram modulation ، پارامترهای کنترل سیگنال DDS داخل RAM ذخیرهشدهاند و بهوسیله دستورالعمل دوباره اجرا میشوند. در حالت Digital rump modulation ، پارامترهای کنترل سیگنال DDS توسط یک ژنراتور بیشتر شیب دیجیتال ایجاد میشوند . در حالت  Parallel date port modulation ، پارامترهای کنترل سیگنال DDS بهطور مستقیم توسط پورت موازی راهاندازی میشوند.

-5   حالت تک آهنگ - single tone -

در این حالت پارامترهای کنترل سیگنال DDS بهطور مستقیم توسط برنامهریزی رجیسترها تولید میشوند. یک نمایه یا پروفایل، یک رجیستر مستقل است که پارامترهای کنترل سیگنال DDS را شامل میشود. هشت پروفایل مربوط به رجیسترها قابلدسترسی است. هر پروفایل بهطور جداگانهای قابلدسترسی است. 3 پایه مربوط به پروفایل خارجی    برای انتخاب پروفایل مطلوب استفاده میشوند. تغییر در وضعیت پایههای پروفایل بهوسیله لبهی بالاروندهی بعدی در پایه Sync-CLK انجام میگیرد که DDS با پارامترهای مشخصشده توسط پروفایل انتخابی هماهنگ است.

-6 تعیین مقدار رجیسترها و FTW برای پیکربندی و برنامهریزی

برای پیکربندی آی سی و مقداردهی به رجیسترها و تعیین مقدار اولیه هر رجیستر از نرمافزار AD9910 Evaluation Software استفاده میکنیم تصاویر نرمافزار در زیر آورده شده است.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید