Проектирование электронных промышленных устройств. Кузнецов Б.Ф. - 18 стр.

18




                   Рисунок 3.1. Функциональная схема метода генерации синусоиды

      В отличие от метода прямого цифрового синтеза в этом методе сигнал подается на вход
ЦАП мгновенные значения функции sin с постоянной частотой дискретизации. Непосредственное
вычисление значений функции sin затруднено, так как закон, по которому она изменяется, нели-
неен и непосредственно трудно реализуем. Намного проще вычислять мгновенные значения фазы
(аргумент функции sin), которая изменяется линейно, а затем преобразовывать их в значения функ-
ции с помощью перекодировочной таблицы в ПЗУ (ROM). Поскольку фаза изменяется линейно, ее
вычисление сводится к прибавлению в каждом такте некоторой добавки к текущему значению
фазы. Величина приращения фазы определяет частоту сигнала:

                                                         ,

где   - частота дискретизации.
      Схематически реализация этого метода показана на рисунке 3.1. Имеется регистр фазы RG2,
содержимое которого в каждом такте увеличивается на величину приращения фазы. Величина
приращения фазы хранится в регистре RG1, значение фазы записывается в регистр со схемы
управления uP. В каждом такте к содержимому регистра RG2 с помощью сумматора SМ прибавля-
ется содержимое регистра RG1. Таким образом, происходит линейное увеличение (накопление)
мгновенной фазы. Увеличение фазы не может происходить бесконечно, так как любое реальное
цифровое устройство имеет конечную разрядность и, соответственно, ограниченный диапазон
представления чисел. Например, если накопитель фазы имеет разрядность 24 бита, то код фазы мо-
жет принимать значения в диапазоне от 0 до 2 24 - 1. При формировании синусоидального сигнала
имеет смысл вычислять фазу только в диапазоне от 0 до . За пределами этого диапазона синусо-
ида периодически повторяется. Поэтому диапазон изменения кода фазы от 0 до 2 24 - 1 поставлен в
соответствие с диапазоном изменения фазы от 0 до        . Тогда частота сигнала и шаг ее пере-
стройки     соответственно равны:


                                                                ,
где                   .
        Значение мгновенной фазы преобразуется в мгновенное значение синусоидального сигна-
ла с помощью перекодировочной таблицы, хранящейся в ПЗУ. Код мгновенной фазы используется
как адрес ROM, а выходной код ROM представляет собой мгновенное значение синусоидального
сигнала. Этот код подается на вход ЦАП. Нет необходимости использовать все 24 бита мгновенно-
го значения фазы, потому что в ошибке значений выходного сигнала доминирует составляющая
ошибки квантования DAC. Максимальное требуемое число разрядов адреса ROM - это число раз-
рядов примененного DAC плюс два. При дальнейшем увеличении объема РОМ качество сигнала