"Народный" радиолюбительский генератор сигналов

[avp94]

Все идеально получается когда тактовая частота кратна степени 2.

Мне кажется, что Вы слегка перемудрили в целях упрощения .
Совершенно не важно, кратна тактовая частота степени 2 по любому основанию или нет.
Как я понял, все упирается в период повторения кодов, а он зависит и от управляющего кода (задание частоты). (Это описано в ссылке, которую я давал: http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_digital_synthesizer). Если бы был N - разрядный АЦП, то его выходе видели периодическую картинку (считаем что все элементы идеальные), которая, если бы вместилась на экран осциллографа не дрожала . Но если хотели бы рассмотреть один период синуса, то увидели дрожание ( она же девиация) в общем случае, когда код задающий частоту синуса не определяется как число 2 в целой степени . Все здесь на мой взгляд предсказуемо и никакой неопределенности нет. Когда усекается "код фазы" появляются дополнительные "накладки" . Моих скромных познаний в цифровой ( и не только) математике не хватает, что бы описать этот процесс (а следовательно до конца понять, что происходит ). Как предполагаю, выходной код АЦП в некоторых случаях имеет настолько длинный период повторения, что можно говорить о его не стационарности (не определинности).

[Akkord]

Если бы был N - разрядный АЦП, то его выходе видели периодическую картинку (считаем что все элементы идеальные), которая, если бы вместилась на экран осциллографа не дрожала . Но если хотели бы рассмотреть один период синуса, то увидели дрожание ( она же девиация) в общем случае, когда код задающий частоту синуса не определяется как число 2 в целой степени . Все здесь на мой взгляд предсказуемо и никакой неопределенности нет. Когда усекается "код фазы" появляются дополнительные "накладки" .
....Как предполагаю, выходной код АЦП в некоторых случаях имеет настолько длинный период повторения, что можно говорить о его не стационарности (не определинности).

Пожалуйста отвлекитесь от разрядности ЦАП. Пусть он будет идеальным!

Но есть дискретизация периода сигнала. И фазовый накопитель выдал
свой код, а значения амплитуды (пусть даже идеальной) нет. И будет
с ЦАП востанавливаться ближайшее значение синуса из таблицы.
Чем ближе выходная частота к соотношению 20...40% тактовой тем
больше (чаще) повторение таких ситуаций....

Для примера приведу фото осциллограм генератора НЧ. Параметры:
- диапазон частот 0.1Гц...20048Гц
- шаг перестройки 0,1Гц
- накопитель фазы 24 разряда
- тактовая частота 500кГц
- число выборок на период образца сигнала 4096
- Выходной ЦАП 594ПА1 - 12 разрядов

Сигналы снимаются прямо с выхода ЦАП.
Фото пришлось делать на телефон....
Первые два фото выходной сигнал 23Гц.(поэтому видны засвеченные
участки)...
Следующие два фото выходной сигнал 1000Гц
Следующие четыре фото 12000Гц

Хорошо видно о чем я говорю...
Помимо всего видны и выбросы ЦАП...

[MisterDi]

Чем ближе выходная частота к соотношению 20...40% тактовой тем
больше (чаще) повторение таких ситуаций....

У нас тактовая будет 100-120МГц, максимальная выходная частота - 10МГц, так что до 20% от тактовой мы не добираемся
Вопрос по последнему снимку.Сигнал снимался с выхода ЦАП или после ФНЧ? что-то очень сильный шум. Правда у 594ПА1 время переключения порядка 1,5мкС возможно шум связан с этим.

[avp94]

Картинки хорошие, только они никак не поясняют Ваше изложение процесса.

Но есть дискретизация периода сигнала.

Есть, но правильней сказать есть дискретизация фазы сигнала - в обсуждаемом случае синусоидального.

И фазовый накопитель выдал свой код, а значения амплитуды (пусть даже идеальной) нет.

Этого не может быть никогда, как только на входе ЦАПа изменился код, тут же на его выходе изменился его выходной параметр (в данном случае напряжение). По другому - как только с накопителя на АЦП поступил код фазы, на выходе последнего появилось напряжение соответствующие этому коду.

И будет с ЦАП востанавливаться ближайшее значение синуса из таблицы.

Не может ЦАП ничего восстанавливать, это всего лишь цифро-аналоговый преобразователь .

Чем ближе выходная частота к соотношению 20...40% тактовой тем больше (чаще) повторение таких ситуаций....

Непонятна какая ситуация.
Есть предположение, что Ваша трактовка процесса на пальцах вызывает больше вопросов (а точнее небольшого изумления) чем поясняет возникновения девиации частоты (или фазового шума, если хотите), по крайней мере у меня. (Хочу отметить, что внятно и компактно объяснить на пальцах у меня не получается , рецензию всегда написать проще, чем рецензируемую работу).
P.S. Наконец догадался, что Вы объясняете "неприятности", возникающие из-за усечения кода фазы, правильно догадываюсь?
P.P.S. То, что обратили внимание на "побочные" эффекты, это хорошо .

[Nikopol]

Я вот тоже, прочитав всю Вашу дисскуссию, понимаю, что речь идет больше о проблемах, которые возникаю в процессе усечения кода фазы перед передачей его ЦАПу. Собсвенно ЦАПу все равно, что ему сказали сыормировать, то он и формирует, всякие температурные дрейфы и т.д. не берем во внимание. Точность значание амплитуды будет зависть от рязрядности, но это и так понятно. А если у Вас таблица таблица с исходными посчитанными фазами сигнала имет рязрядность больше, чем рязрядность ЦАПа, то само собой после усечения ЦАПа сформирует приблизительное значение амплитуды, но опять же не по его вине. Еще вопрос как производить усечение кода фазы, если отбрасывать младшие разряды, то погрешность будет не велика, а если старшие, то это конечно беззсмысленно. Еще я пришел к выводу, что чем больше разница в разрядности между формирователем кода фазы и разрядностью ЦАП, тем больше у нас погрешность, а следовательно и девиация со всеми вытекающими, а переодичность и масштабы данного явления напрямую связаны с частотой формируемого сигнала. Простите, что не совсем техническим языком, но просто от всей этой димагогии больше флуда, чем пользы. Нужно пробывать в железе и смотреть, что выйдет, а с размерность фазового регистра можно поиграться, если есть место в памяти ПЛИС.

[VladimirIvan]

Не надо пытаться сделать прецезионный генератор "натрехтранзисторах". Для проверки низкочастотных вещей достаточно "хорошего сигнала" до 100 килогерц. Выше уже не так важно. пусть девиация будет до 10 герц, это вполне уложится в частотную точность самого генератора.

[avp94]

Не надо пытаться сделать прецезионный генератор "натрехтранзисторах".

Так вроде делали, правда на одну частоту , но здесь не три а несколько побольше. Лучше делать с открытыми глазами.
То Nikopol: Видимо дискуссия Вас утомила и немного запутала.
Попробую объяснить (может и сам пойму ):
В таблице перекодировки записано преобразование кода фазы сигнала в код его амплитудного значения для одного периода. Пусть это будет ПЗУ. Чем больше адресных входов, тем на большее количество разбивается период, тем мельче шаг фазы, тем точнее во временной области представляется сигнал.
Это без относительно разрядности ЦАП. Естественно, чем разрядность ЦАП больше, тем точнее представлено значение каждого отсчета фазы в вольтах. В идеале разрядность таблицы = равна разрядности счетчика.
Теперь о фазовом сумматоре. Процесс формирования кодов фазы описан везде и понятен (может не сразу - имею ввиду avp94 ). Чем выше разрядность счетчика, тем "мельче" шаг перестройки частоты. Поэтому, когда "экономят" на ресурсах таблицы перекодировки отбрасывают только младшие разряды счетчика.
Сигналы (коды) на выходе счетчика имеют периодический характер. При этом, если код задания частоты является степенью числа 2, то период на выходе счетчика будет равен периоду заданной частоты (в том числе и "клоках" тактовой частоты). При этом на выходе ЦАП будет формироваться синус без всяких "дрожаний" фазы.
Если код задания частоты не является степенью числа 2, то период кодов на выходе счетчика будет больше периода задаваемой частоты и в пределе равен 2^N в "клоках" тактовой частоты, где N - разрядность сумматора. ЦАП естественно транслирует это в "амплитудную" область.
Таким образом на выходе ЦАП имеем периодическую функцию с периодом большим, чем желаемый (задаваемый). Ясно, что в состав выходного сигнала входит не только задаваемый синус, но и некие "побочные" продукты (например низкочастотный синус с периодом равным периоду повторения выходного сигнала ЦАП).
Следовательно сигнал на выходе ЦАП имеет не чисто синусоидальный характер даже в случае, когда разрядность таблицы равна разрядности счетчика, а разрядность (точность) выходного сигнала ЦАП бесконечно велика.
Когда усекаем код фазы, имеем по крайней мере два следствия:
- уменьшаем "шаг" фазы (и соответственно точность представления во временной области) - это делаем осознано
- имеем не прицепленный "хвостик" младших разрядов сумматора. Вот он и вносит дополнительную "бяку" описать которую на пальцах кратко не получается (а не на пальцах, т.е. формулами не потяну), поскольку надо рассматривать соотношения величины (разрядности) хвостика, разрядность адресного входа ПЗУ, значение кода задания частоты.
Вот как-то так.

[VladimirIvan]

Чистая синусоида более 1 МГц не нужна, достаточно на 30dB задавить высшие гармоники. Да и выходной ФНЧ поправит форму сигнала.

[MisterDi]

Подобрал вариант выходного фильтра. Подойдет?

[VladimirIvan]

Нормально. только частоту среза лучше сделать на 7 МГц.
Смоделируйте с варикапами
BB132 -Philips Варикап SOD323 Ur=0,5...28V Ir=(10...200)nA; (75...2,3)pF
Возможно получится перестраиваемый.