Спасибо, что присоединились к обсуждению. В общем-то, с Вами согласен, но есть вопросы (см. ниже по тексту).

Так, конечно.

Как же нет разницы, если у нас вопрос о частоте сигнала, а она как раз и связана с накоплением фазы?

Вот это ж и главное, что мы здесь обсуждаем, - как устанавливается частота после переключения. Через это и есть влияние на работу устройства.

Да конечно же так. Из-за этой дробности будут помехи и довольно большого уровня. Но это уже другой вопрос для обсуждения.

Тоже верно.

А вот это самое интересное. Это как раз то, что мы здесь обсуждаем. Сколько тактов требуется для переключения частоты в приведенном мной примере? Вы считаете, что только надо переписать содержимое регистров и дальше с первого же такта будет новая частота?

Собственно основной тезис заключается в том, что синус начнется генерироваться из памяти ДДС с первого такта, т.е. с перой
записи числа в аккумулятор. Т.е. синус же в этом случае состоит из набора отсчетов, и начинается он с первого. А вот чтобы померять частоту этого синуса - это уже даже одного периода мало (т.к. наш синус "свернется" с прямоугольным окном - и мы получим спектр по закону sinc(f)), для достоверности его надо будет еще и достаточно долго накопить! И тут уже не стоит вопрос о 1024 тактах, тут побольше будет (вспомним, к примеру, сколько будет разворачивать спектроанализатор широкую полосу с узким фильтром основной селекции, либо наоборот очень узкую полосу в десяток герц - что соответствует более точной оценке частоты).



Да, именно так я и считаю. Другое дело - где реализовывать такую скорость перестройки, чтобы различие 100нс и 1мкс было существенным? Разве что в устройствах свипирования, либо в генераторах ЛЧМ.

Попробую переформулировать вопрос Виталия (как я его понимаю). Давайте оставим на секунду вопрос определения частоты или необходимости таким систем. Также забудем на время про задержки в фильтрах. Скажем, у нас есть два синтезатора, которые переключаются с частоты f1 на f2 (пусть это будет те же частоты из примера Виталия).


Пусть первый синтезатор выполнен по классической схеме прямого синтеза (рис . 1). У нас есть два абсолютно независимых и полностью сформированных сигнала (не важно, каким путём, главное, все переходные процессы уже завершены). Мы переключаемся с выхода f1 на выход f2. Будем считать, что задержка в цепи контроля переключателя и в нем самом составляет менее 100 наносек.
Второй синтезатор – это DDS, скажем конкретно, AD9910 (рис. 2). Мы заранее программируем два профиля, а далее переключаемся с PROFILE1 на PROFILE2 и ждём 100 наносек (просто игнорируем сигнал на выходе на это время).
Теперь вопрос, получим ли мы через 100 наносек аналогичный сигнал на выходе в обоих случаях? Виталий, будет ли это корректной постановкой Вашего вопроса? Есть ли претензии к DDS в этом случае?

Сообщение отредактировал Chenakin - Jan 22 2013, 04:59

Не уверен, что правильно понял вопрос. Смущает, что первый синтезатор DDS, а второй тоже DDS. Почему так сформулировано, а не просто, что они оба DDS? Ну а если оба DDS, то аналогия с моим примером, мне кажется неверной. Тут переключаются готовые, уже установившиеся частоты (причём с разрывом фазы), а в моём примере речь идёт о том, как формируется новая частота после смены управляющего кода. И вообще, как мне кажется, здесь надо оперировать категориями мгновенного и/или текущего спектра, в чём я мало соображаю.

По моему личному мнению от DDS переключение будет даже лучше, ибо мы не разорвем фазу, а в первом случае выровнять фазу перед коммутацией будет проблематично. Все-таки Виталий, по-моему, имел ввиду другое, а именно что в предложенном им примере некоторое достаточно большое количество тактов будет формироваться сигнал, точно напоминающий старый (т.к. младшие разряды не будут иметь влияния на выход ЦАП), и соответственно, если частоту этого сигнала ИЗМЕРЯТЬ (что в принципе невозможно с приемлимой точностью, не накопив достаточное количество периодов этого сигнала), то при переключении частота не измениться (пока, опять же, не накопятся младшие разряды до переноса в значимые). Мы по результатам умозрительного эксперимента знаем, что в течение какого-то начального времени частота не изменяется, но дело в том, что такая ситуация будет повторяться периодически - и это будет проявляться в виде ПСС на "старой" частоте. При этом ПСС этот очень даже пресловутый - дельта (биение с целочисленной частото).



Абсолютно верно. Тут лучше всего анализировать данную ситуацию с точки зрения мгновенного спектра. Я как мог попытался пояснить это во временной области.

Нет, Александр сравнивал два прямых аналоговых синтезатора с одним прямым цифровым синтезатором, т.е DDS. Если первые два некогерентны, то DDS - вне конкуренции по всем показателям, если - когерентны, то выигрыш в быстродействии за первыми двумя. И в любом случае DDS предпочтительнее в большинстве приложений из-за плавности перестройки фазы на новую частоту. Так он и задумывался...

Вы правильно заметили, что по рис 1 ожидаем разрыв фазы и расширение мгновенного спектра из-за разрыва
Ваше первоначальное сравнение несколько страниц назад быстродействия DDS и идеального математического генератора ( а также и PDS) сопровождалось постановкой вопроса о "реальном" быстродействии DDS во временнОй области . Но почему-то Вас интересовал только очень мелкий сдвиг по частоте.
Мое мнение- разницы нет, какой сдвиг, мелкий или существенно заметный в старших разрядах . Переключение DDS ничем не отличается от идеального математического генератора , рассматриваемого во временнОй области, кроме ограниченной разрядности выходного ЦАПА, работающими в соответствии с формулой (см рисунок). Ограниченная разрядность в том виде, как Вы ранее рисовали нолики и единички, не сказывается при существенных сдвигах частоты. В PDS же наоборот - существенный сдвиг по частоте неизменно задержится на время прохождения через фильтр , имеющийся в нём на известное время (да плюс еще время на поиск частоты в PDS, ибо не ЧФД) гораздо большее, чем смена содержимого регистров.

Да кстати на рисунке 27 из даташита на этот синтезатор видно, что фаза не округляется до разрядности ЦАП, синус вычисляется от 19 бит аргумента фазы и лишь потом округляется до разрядности ЦАП. Более того вычислить точно синус от 32 бит аргумента не такая уж сложная проблема, если бы это действительно было нужно.

Возьмём простейший пример DDS. Пусть это будет всего лишь 6 разрядов: 2 старших, которые имеют выход на ЦАП, и 4 младших, которые такого выхода не имеют. Код на входе аккумулятора равен 01,0001. Запятая отделяет старшие разряды от младших. От старших разрядов формируется синус в виде 4-х отсчётов 0; 1; 0; -1. Это, конечно, немного, но вполне достаточно, чтобы рассматривать вопрос в принципе. Тогда при переключении на частоту в соответствии с упомянутым кодом получим спектр, показанный на прилагаемом рисунке «64 такта». Как по классике, так это то, что мы могли бы увидеть в конце бесконечности. Установленная частота соответствует в этом случае 17-ой гармонике цикла заполнения аккумулятора (64 такта). То, что там не 0, а -1,9 дБ, так это только потому, что ЦАП уж слишком укороченный. А теперь посмотрим, что же будет раньше, не через 64, а, допустим, через 32 такта. Для этого укоротим процесс до 32-х тактов, и получим, как я представляю, мгновенный спектр этого процесса, как это показано на рисунке «32 такта». Там новая частота ещё «не родилась», на месте 9-ой гармоники, где она могла бы быть, мощность значительно меньшая, чем на предыдущей частоте, т.е. до переключения (8-ая гармоника).
Если теперь экстраполировать полученный результат на исходный пример с количеством 12-ти старших разрядов и 10-ю младшими, то там процесс установления можно было бы считать законченным только по прошествии 4 194 304 тактов, когда завершится процесс в аккумуляторе фазы, что в переводе на время равно 1 мс. А так ли это? – вот в этом и есть суть вопроса.

Так я же уже несколько раз написал, что абсолютно такая же ситуация (когда на выходе DDS будет "ненужная" частота) будет повторяться периодически (посчитать период сейчас на вскидку не могу, надо разбираться), когда система будет возвращаться в исходное состояние - и проявляться это будет в виде ПСС (спура) на этой самой "ненужной" частоте.

Да, конечно, Вы писали об этом. Но мне хотелось бы знать конкретно о времени, - как долго будет устанавливаться новая частота после переключения.




Сообщение отредактировал Vitaly_K - Jan 23 2013, 07:31

Опять мы уперлись в то, что считать частотой и зачем нам ее мерить на коротких промежутках? Сигнал - такой, какой он есть: со спурами и т.д. - начнет формироваться с первого такта, т.к. из таблицы синуса в ЦАП отправится отсчет. А то, что в вашем конкретном примере сначала формируется спур, а потом полезная часть сигнала - ну что ж, так вот получилось. Потом, опять же когда система вернется в первоначальное состояние - спур опять сформируется. Для избежания этого, во-первых, не обнуляют аккумулятор фазы при перестройке, а, во-вторых, существует методики рандомизации значения аккумулятора фазы для устранения корреляции этих самых спуров.

P.S. Прошу прощения за скатывание к жаргону. Спуры - это конечно же ПСС.

...(дублировалось)...

Сообщение отредактировал azoff - Jan 23 2013, 08:30

Вот-вот, просто и лаконично.
Я себе представляю в этом споре такую картину: сидят два человека - пессимист и оптимист - и наблюдают за мгновенным спектром DDS. Прошла посылка, изменяющая частоту на 0 целых хрен тысячных процентов. Пессимис говорит: "Посылка прошла, а сигнал ничуть не изменился..." А оптимист:"Фигвам - изменился!!!" И оба вроде как правы Проходит вторая посылка, изменяющая частоту в несколько раз. Оптимист: "Я же говорю, мгновенно изменился!!!" Пессимист: "Это сейчас, а в прошлый раз - нет...". Ну и кто прав???

во временной области - мгновенно , и очень полезно в DDS когда без изменения фазы. Хотя и трудно применимо на всю катушку этой полезности, потому что где-то дальше будут стоять фильтры с задержкой , по-любому.
В частотной на спектре - не мгновенно. И есть замечание по рассуждениям о гармониках Vitaly_K: нельзя смотреть "что там в гармониках по спектру" , построенному на части и тем более половине периода вырабатываемого тона, это бессмысленно.