Спасибо Александру Ченакину, что подсказал адрес этого форума. Даже не ожидал, что такое может быть, - так много о синтезаторах частоты. Давно интересуюсь этой тематикой, и есть у меня одна идея, которую хотелось бы здесь обсудить.
Это структура простого, однопетлевого синтезатора, которая, будучи воплощённой в интегральном чипе, могла бы, как мне кажется, в ряде областей применения конкурировать со сложными многопетлевыми системами. Суть идеи изложена в статье “A new concept in Frequency Synthesis”, Microwave Product Digest, Oct. 2010. Проще всего её можно достичь, набрав в Google слова <Vitaly Koslov>.
Есть также и продолжение, выйдет в февральском номере этого же журнала. Это уже попытка реализовать идею на FPGA c «обвеской» на печатной плате. Статья готова к печати, и я мог бы её переслать, если кого-то заинтересует.
Надеюсь на встречу на этом форуме и буду рад, если кто выскажется критически об этой идее, возможно, я в чём-то и ошибаюсь.

Сигнал не начнёт формироваться с первого такта. Из таблицы синуса в течение 1024 такта будут браться значения прежней частоты. Ранее этого, как я уже писал, ЦАП вообще ничего не знает о переключении частоты.

Ну вот, Вы и согласились, что сигнал потом. Осталось установить величину этого «потом».

А я и не говорю, что аккумулятор надо обнулять.

Да, есть методы борьбы со спурами, но вопрос не о них, а о времени переключения частоты.



Ну тогда давайте посмотрим на частотном дискриминаторе. Не получим ли на нём процесс, как это показано на прилагаемом рисунке? Упрощённо, конечно, и без наложения спуров.

давайте.
Только не на основе общеупотребительной схемы, прошлого века, ЧД, так как он не годится для скоростных измерений ввиду содержащегося в нем фильтра с большой задержкой, а на основе дискриминатора , сравнивающего одновременно фазу, амплитуду и частоту, т.е. грубо говоря - на простом вычитателе одного колебания (синтезируемого на DDS) из другого (опорного), с заранее сформированной синусоидой задолго до момента переключения DDS.

Ну мы опять вернулись к началу. Генерируемый нами сигнал в любом случае сожержит спуры, верно? Это его данность, собственность, если хотите - он без них не бывает в нашей системе. Спуры эти проявляются во временной области тем, что есть некоторые участки времени, в которых генерируется сигнал с другой (мгновенной) частотой. Если в конкретном Вашем примере этот участок начал генерироваться в первоначальные моменты времени - это не значит, что сигнал (который, как указано выше, содержит этот спур) не переключился, просто он начался с этой своей части.



А рассмотрение на дискриминаторе теряет смысл, т.к. в любом случае НАДО учитывать спуры в рассматриваемом примере, а в этом случае выходной сигнал с дискриминатора надо интегрировать, что вносит инерционность и прочее.



В таком случае никто не гарантирует, что мы в следующем такте не перенесем единичку из младших разрядов в ЦАП и не начнем генерировать свой нужный синус. Ваш пример слишком частный - и одним из условий его появления является обнуленный аккумулятор фазы.

Резюмируя, отмечу, что мы с Вами говорим об одном и том же, только с разных сторон. Я считаю спур неотъемлимой составляющей сигнала и рассматриваю его в целостности, а Вы (извините меня за резкое слово) спекулируете на том, что этот спур во временной области появится в первые моменты времени и поэтому частота не переключится. Но когда такая ситуация повториться (когда система вернется в первоначальное состояние) - то будет срыв частоты?

Сообщение отредактировал azoff - Jan 23 2013, 16:06

И что бы мы тогда получили? Можете ли изобразить или рассказать словами?


Вот это уже интересно. Даже могу простить за грубость. Довод просто убийственный. Надо подумать, но, похоже, Вы правы.

Друзья! По-моему, разговор заходит в плоскость, когда каждый говорит сугубо о своём. Нам нужен некий критерий, по которому можно определить, установилась ли нужная частота или нет. Что если мы в качестве такого упрощённого “определения частоты” возьмём время между двумя нулевыми отсчётами синусоиды (т.е. когда она пересекает ноль)? В моём примере на рис. 1 понятно, что согласно такому критерию переключение происходит менее чем за 100 наносек (т.к. сигналы уже сформированы и временной интервал будет чётко выдержан). А что будет во втором случае на рис 2? Повторяю – посылаем команду на DDS, ждём 100 наносек и далее гипотетически измеряем время меду двумя последующими нулевыми отсчётами. Что получится? Ну а далее можно будет уже перейти к практической стороне вопроса: спуры, как такой сигнал использовать и т.д.

Я думаю, что azoff этот вопрос о времени установления уже прояснил (см. его сообщение и мой ответ на него).
Теперь, пожалуй, и в самом деле можно переключиться на спуры. Вот, к примеру, о рандомизации: спуры снижаются, а шум увеличивается. Не так ли?

Александр, почему-то лично у меня критерий оценки частоты измерением времени между двумя нулевыми отсчетами вызывает внутреннее неприятие (хотя известно, что в осциллографах ее так и измеряют). У меня с этим свои "личные" счеты и мысли. Чтобы так оценивать частоту надо быть на 100% уверенным, что до рассматриваемого промежутка и после на бесконечном времени исследуемый сигнал периодичен и идентичен рассматриваемому куску. Иначе разговоры о частоте вообще теряют физический смысл.
А то, что мы с Виталием говорим об одном и том же, только с разных ракурсов - это факт. И в принципе я изначально лукавил, чтобы довести свою точку зрения. И по-моему немного получилось.



Т.к. о частоте можно говорить только рассматривая сигналы, о которых уже достаточно накопленно информации (отсчетов), а с другой стороны ПСС являются неотъемлимой составляющей сигнала - то вопрос Виталия "с какого момента считать частоту сигнала установившемся" нужно переформулировать в "с какого момента начинает формироваться тот сигнал, о котором при должном накоплении отсчетов мы скажем, что он обладает такой-то частотой и таким-то набором ПСС". И ответ на этот вопрос - с первого отсчета. А то, что в приведенном Виталием примере сначала формируется сигнал, у которого между нулевыми отсчетами время не соотствует периоду требуемой частоты, говорит только о том, что в составе рассматриваемого нами сигнала есть ПСС с частотой, соовтествующей времени этих самых нулевых отсчетов. Собственно вот в этом и есть суть нашей дискуссии.

изображаю . после 10 микросекунды происходит смена частоты DDS с 6 на 10 МГц без разрыва фазы (синий луч)
красная осциллограмма - опорная частота 10 МГц , давно существующая
Зеленая осциллограмма = разности между красной и синей . На ней после 10 мкс должен быть просто 0 Вольт (и шум квантования) , если совпали амплитуды , фазы и частоты.

Да, с введением в DDS допустим dithering (или "дрожания фазы" или модуляции фазы псевдо-случайной последовательностью) - спуры (некоторые) пропадают, а шумы увеличиваются. К слову, наш спор выше полезен именно тем, что становится очевидным почему так происходит. Т.е. раз фаза модулируется случайно величиной - то соответственно мгновенная частота принимает случайные значения, являющиеся отклонением от требуемой. А вот то, что мы при этом уходим от регулярности фазовой ошибки (возникающей при отбрасывании младших разрядов в аккумуляторе фазы), приводит к исчезновению некоторых (подчеркиваю) ПСС.

А есть еще (как в DDS, так и в дельта-сигма модуляторах) методика устранения ПСС связанных с накоплением....не могу подобрать слово....ПСС такого рода по-моему называются корреляционными. Методика основана на том, что при перестройке в аккумулятор фазы DDS либо ДСМ записывается заранее определенное число (либо случайное число), с целью устранения из аккумулятора информации о фазе предыдущего сигнала. Коряво написал, хорошо, но кратко, написано в описании к микросхеме HMC704LP4 Hittite (пункт про AutoSeed в DSM).

Интересно, какой будет уровень спура в примере, который мы рассматривали?
Может ли кто-нибудь вычислить? Кажется, что все исходные данные для этого есть. Будем считать, что ЦАП идеальный, без ошибок.

6 разрядный аккумулятор фазы. 2 разряда на ЦАП.
Fsysclk=2048
FTW=17
Fout=(17/2^6)*2048=544

Нельзя ли увеличить количество разрядов, в чём проблема, время вычислений?

Сразу не обратил внимания: наши с Вами результаты сильно различаются (см. моё сообщение №294, картинка «64 такта»). Вы уверены в своих расчётах?

В чём Вы усмотрели сильное различие ? Я не вижу.

в данном случае вполне уверен, тем более, что применил в таблице синусов только три значения -1,0,1 по Вашей концеции





можно (см рисунок)

8 бит аккумулятор и 4 бита на ЦАП
Fsysclk=2048
FTW=17
Fout=(17/2^8)*2048=136 - основной тон

Сообщение отредактировал тау - Jan 26 2013, 11:16

У меня нижняя и верхняя боковые составляющие примерно одинаковые по -26 дБн. У Вас соответственно -10 и -14 дБн.