DDS от AD, настройка точности

pavned · 26.12.2012, 00:29

Вопрос такой небольшой...
Вот у DDS от Analog Devices есть 3 главных параметра: тактовая частота кварцевого резонатора, разрядность и размер аккумулятора фазы.
Например, AD9833 - 25MHz, 10bit и 28bit или AD9850 - 125MHz, 10bit и 32bit.

Вопрос в следующем. Мне нужна точная подстройка частоты, амплитуды и фазы. Синусоида, частоты низкие, в пределах 40-60Гц.
Как я понял, тактовая частота влияет на максимальную выдаваемую частоту. В моем случае особо не важно.
Дальше, разрядность - это разрядность и ЦАП. Т.е. 10 бит = 1024 значения. По-моему маловато для точной генерации синусоиды (отклонения до 0.1% по частоте, амплитуде и фазе - например, задали на компьютере 96.4 В и 49.2 Гц и 12 град. начальная фаза, то никак не 96.3 В или 96.5 В, частота и начальная фаза аналогично). После DDS будет стоять усилитель и трансформатор (для повышения напряжения и гальванической развязки).
Размер аккумулятора фазы. 28bit = 268.435.456, 32bit = 4.294.967.296 точек расчета на период синусоиды? Выходное значение ведь все-равно будет 10-битным.

Как получить большую точность генератора? Здесь важнее разрядность, чем аккумулятор фазы?

Impartial · 26.12.2012, 01:04

Аккумулятор фазы это аккумулирующий сумматор с фиксированной точкой десять старших разрядов которого, через массив синусоидальных коэффициентов, выведен на ЦАП.
В данном случае 9 бит+1знак - целая часть идущая на матрицу синуса, а остальные 18 или 22 дробная представленная как 0,5 0,25 0,125 0,0625 ...
Вот и считайте с какой точностью можно получать набег и сдвиг фазы на необходимой частоте.
Разрядность ЦАП влияет только на выходной коэффициент гармоник.

pavned · 26.12.2012, 03:47

Спасибо за ответ.
Как я понял, зависимость такая 1/(2^n), ну тогда
для n=18 дробная часть 3.817*10^-6
для n=22 дробная часть 0.238*10^-6

Вопрос теперь, как посчитать точность сдвига фазы на частоте 50 Гц? И вообще, точность установки частоты?

Целая часть зависит уже от разрядности ЦАП, т.е. не больше и не меньше, чем нужно?

Для контроля амплитуды придется использовать цифровой потенциометр? Какие-то встроенные средства для этого имеются?

Hives · 26.12.2012, 06:51

точность настройки DDS:
Prec = Fclk / (1 ‹‹ SumBits);
где
Prec - шаг перестройки, Гц
Fclk - тактовая частота DDS
SumBits - разрядность сумматора

вывод: первый DDS дает при выходной частоте 50Гц точность перестройки 0.2%, а второй 0.05%

niXto · 26.12.2012, 08:05

Сообщение от pavned

Вопрос теперь, как посчитать точность сдвига фазы на частоте 50 Гц? И вообще, точность установки частоты?

Для этих ДДС они уже зависят от точности и термокоэффициента кварца. Т.к. разрядность аккумулятора гораздо выше самого лучшего кварца

ut1wpr · 26.12.2012, 09:24

Для начала почитайте небольшой экскурс в мир DDS от ЛИ. Должно основную часть вопросов снять. А то как-то неудобно, по одному вопросику отвечать, а чтение ДШ полного понимания, видимо, не дало.
https://dl.dropbox.com/u/17392803/dds.pdf

pavned · 27.12.2012, 04:05

Спасибо за ответы!
Увеличивая разрядность накапливающего сумматора, можно уменьшить шаг перестройки частоты.

Сообщение от Hives

Prec = Fclk / (1 ‹‹ SumBits);

Hives, спасибо за формулу, но что-то не до конца ясно.
Например, для AD9833 Fclk=25MHz. Разрядность сумматора 28-10=18бит, так ведь?
Операция (1 ‹‹ SumBits) означает "сдвинуть 1 на SumBits позиций" или "установить 1 в бит с номером SumBits", так ведь?
В чем смысл не очень ясно. К тому же, как Вы высчитали точность перестройки при выходной частоте 50 Гц, ведь ее даже в формуле нет.
Маленький нюанс, "точность перестройки" можно воспринимать в качестве "точности установки" частоты и фазы? В моем устройстве перестраиваться частота будет не часто, нужно чтобы частоту и фазу точно держало продолжительное время.

Сообщение от niXto

Для этих ДДС они уже зависят от точности и термокоэффициента кварца. Т.к. разрядность аккумулятора гораздо выше самого лучшего кварца

niXto, можно ведь взять кварц с частотой в несколько раз больше, поставить делитель... в общем, методы есть, почему бы не постараться сделать как можно точнее?

Сообщение от ut1wpr

.
https://dl.dropbox.com/u/17392803/dds.pdf

ut1wpr, спасибо за мануал! еще и на русском, вообще клад =)) Вы правы, даташит почитал, осталось все-равно много пробелов. Может, нужно перечитать =)) Пожалуй нужно браться за апноуты.

Hives · 27.12.2012, 07:36

разрядность сумматора не 18 а 28, из них таблицу выходных значений адресуют 10 старших бит.

можно разжевать:
представьте ддс с частотой работы 1мгц и сумматором на 16 бит.
причем все разряды сумматора идут на таблицу. в таблице у нас - 1 полный период синуса.
если приращение суматора = 1 то когда счетчик пробежит полный круг от 0 до 0 на выходе будет выдан 1 период синусоиды.
а так как тактовая у нас = 1мгц то на выходе будут выданы 15 периодов в сек.
если поставить приращение = 2 то на выходе будет уже 30 периодов т.е.
шаг смены частоты = P = F / (1 ‹‹ sumbit)

насчет процентов - посчитай какой процент от 50 гц составят (25*10^6 / (1 ‹‹ 28 )) гц?
(задача на уровне 3 класса

)

вот как то так. можно кидать помидоры.

ut1wpr · 27.12.2012, 09:33

Сообщение от pavned

ut1wpr, спасибо за мануал! еще и на русском, вообще клад =)) Вы правы, даташит почитал, осталось все-равно много пробелов. Может, нужно перечитать =)) Пожалуй нужно браться за апноуты.

Это не мануал. Это введение в основы принципов работы DDS. На простом и понятном языке. Простого чтения-перечтения мало. Необходимо понимание.

pavned · 27.12.2012, 22:14

Сообщение от Hives

разрядность сумматора не 18 а 28, из них таблицу выходных значений адресуют 10 старших бит.
можно разжевать:
представьте ддс с частотой работы 1мгц и сумматором на 16 бит.
причем все разряды сумматора идут на таблицу. в таблице у нас - 1 полный период синуса.
если приращение суматора = 1 то когда счетчик пробежит полный круг от 0 до 0 на выходе будет выдан 1 период синусоиды.
а так как тактовая у нас = 1мгц то на выходе будут выданы 15 периодов в сек.
если поставить приращение = 2 то на выходе будет уже 30 периодов т.е.
шаг смены частоты = P = F / (1 ‹‹ sumbit)
насчет процентов - посчитай какой процент от 50 гц составят (25*10^6 / (1 ‹‹ 28 )) гц?

Спасибо, так намного понятней!

Пару дней назад AD анонсировала новый 4-х канальный dds - AD9106 (180 МГц, 12-bit DAC, 24-bit tuning word (аккумулятор фазы), 4 канала).
Заказал семплы, благо в Германию все шлют. В общем появилась идея сделать все на нем (каналов нужно много). Пробую рассчитать точность установки частоты:
Prec = Fclk / (2^SumBits);
Prec = 180*10^6 / 2^24 = 10.73 Гц. Что же это получается, минимальная точность установки почти 11 Гц? Или ошибка у меня в формуле или расчетах?