GERT026 September   2024 ADC32RF52 , ADC32RF54 , ADC32RF55 , ADC34RF52 , ADC34RF55 , DAC39RF10 , DAC39RF10EF , DAC39RF12 , DAC39RFS10 , DAC39RFS10EF , DAC39RFS12 , DDS39RF10 , DDS39RF12 , DDS39RFS10 , DDS39RFS12

 

  1.   1
  2. 1Einführung
  3. 2Was ist das Frequenzsprungverfahren?
  4. 3Entwicklung von Frequenzsprungverfahren
  5. 4Anwendungen in Prüf- und Messgeräten
  6. 5Fazit
  7. 6Verwandte Websites

3 Entwicklung von Frequenzsprungverfahren

HF-Wandler sind jetzt mit mehreren NCO-Wörtern pro DDC konzipiert, was eine Vorprogrammierung von NCO-Wörtern ermöglicht. Dieser innovative Ansatz ermöglicht einen schnelleren Frequenzsprung, indem mehrere Frequenzwerte im Speicher des Wandlers vorgeladen werden. Von diesem Konzept der Speicherung vorberechneter NCO-Wörter stammt das „schnell“ des schnellen Frequenzsprungs.

Abbildung 4 zeigt die 48-Bit-NCO-Registeradressen nach NCO-Index und Wortindex für den ADC32RF55. Obwohl die Adressen für Kanal A und B gleich sind, sind die Frequenzwörter eindeutig, da dieser Baustein Registerzuordnungs-Paging implementiert, das Register, die nicht auf der aktiven Seite enthalten sind, von allen Lese- und Schreibvorgängen maskiert.

NCO-Wortadressen nach Kanal und NCO-Index des ADC32RF55.Abbildung 4 NCO-Wortadressen nach Kanal und NCO-Index des ADC32RF55.

Wie wählen Sie nun nach Programmierung der Wörter ein bestimmtes aus? Um das NCO-Wort zu ändern, muss einfach ein neues NCO-Wort für den DDC ausgewählt werden, das Sie über SPI- oder GPIO-Pins erreichen können. Tabelle 1 zeigt ein Beispiel dafür, wie Sie je nach Anzahl der aktiven Bänder ein einzelnes Wort für den angegebenen DDC im ADC32RF55 auswählen. In einer Standardkonfiguration hat dieser ADC vier eindeutige NCO-Wörter pro DDC. Im Einzlband-Modus können die vier NCO-Wörter des benachbarten DDC jedoch auch den aktiven NCO versorgen, was bedeutet, dass der DDC jedes Kanals Zugriff auf acht vorprogrammierte NCO-Wörter hat.

Tabelle 1 NCO-Wortauswahl auf dem ADC32RF55 nach NCO-Index.
Anzahl der Bänder ADDR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Einzeln 0x3B 0 0 0 0 NCO2 CHA[1:0] 0 NCO1 CHA[1:0]
0x41 0 0 0 0 NCO2 CHB[1:0] 0 NCO1 CHB[1:0]
Doppelt 0x3B 0 0 0 0 NCO2 CHA[1:0] NCO1 CHA[1:0]
0x41 0 0 0 0 NCO2 CHB[1:0] NCO1 CHB[1:0]
Vierfach 0x3B NCO4 CHA[1:0] NCO3 CHA[1:0] NCO2 CHA[1:0] NCO1 CHA[1:0]
0x41 NCO4 CHB[1:0] NCO3 CHB[1:0] NCO2 CHB[1:0] NCO1 CHB[1:0]

Die für die Durchführung eines Frequenzsprungs benötigte Zeit variiert je nach Wandler. In der Regel erfordert die SPI-Methode die Dauer einer einzelnen SPI-Transaktion anstelle von sieben wie in Gleichung 3. Die Geschwindigkeit der SPI-Methode wird weiter durch die maximale Taktrate des SPI und den Aufwand bei der Übertragung serieller Daten begrenzt. Unter der Annahme desselben 20-MHz-SCLK zeigt Gleichung 4 die erforderliche Zeit, bevor der Baustein eine NCO-Wortänderung einleitet:

Gleichung 4. t h o p = 1 20   × 10 6   ( H z )   ×   1   t r a n s a c t i o n   ×   24   b i t s t r a n s a c t i o n = 1.2 µ s

Im Gegensatz dazu kann die GPIO-Methode so schnell sein, wie die GPIO-Eingänge aktualisiert werden können. Sobald die Spannung den oberen oder unteren Schwellenwert überschreitet, beginnt die NCO-Wortänderung.

Bei beiden Methoden wird das interne NCO-Wort sofort aktualisiert, sobald der Baustein die NCO-Wortänderung erhält. Allerdings muss der Dezimationsfilter alle alten Werte bereinigen, sodass es eine zusätzliche Verzögerung gibt, die auf dem Dezimationsfaktor basiert.

Tabelle 2 zeigt die Zeit, die der ADC32RF55 benötigt, um seinen Dezimationsfilter mit Daten vom Mischen mit der neuen NCO-Frequenz zu bereinigen.

Tabelle 2 Zeiten der Dezimationsfilterbereinigung auf dem ADC32RF55.
Dezimationseinstellung NCO-Schaltzeit
/4 ~250 ns
/8 ~350 ns
/16 ~600 ns
/32 ~1 μs
/64 ~2 μs
/128 ~4 μs

Im Allgemeinen ist der GPIO-Ansatz aufgrund des inhärenten parallelen Aspekts einer GPIO-Schnittstelle im Vergleich zu einer seriellen Schnittstelle schneller als ein SPI-Ansatz für das Frequenzsprungverfahren. Es muss jedoch etwas berücksichtigt werden: Im GPIO-Wortauswahlmodus gilt derselbe Wortindex für alle aktiven DDCs. Der Baustein kann Wort 1 auf DDC1 nicht verwenden, während auf DDC2 Wort 3 verwendet wird. Die GPIO-Schnittstelle setzt alle DDCs auf denselben Wortindex.

Eine weitere Methode, FRI, besteht darin, Daten mit einer viel schnelleren Rate über bestimmte Baustein-Pins zu senden als die, die Standard-SPI unterstützt. Einige Bausteine, wie der DAC39RF12 von TI, können die FRI-Kommunikation mit bis zu 200 MHz unterstützen, was Sie für die Auswahl des aktiven NCO-Wortes verwenden können.