Перейти к содержанию
    

Синтезаторы частот. От концепции к продукту.

16 часов назад, Vitaly_K сказал:

Предлагаю на рассмотрение приложенный материал. Буду весьма благодарен за отзывы и критические замечания.

Здравствуйте!

1) изменение постоянной составляющей на выходе ЦАП  для перестройки частоты через ГУН равно только лишь половине его (ЦАП) возможного размаха. Для октавных гунов можно потерять половину диапазона перестройки.  Это из-за того, что  на постоянную составляющую выхода ЦАП имеет влияние только старший разряд.

2) где взять такой ЦАП, с отсутствующим сигналом синхронизации Clock   ?

3) Неплохо бы продемонстрировать полную фазо-амплитудную характеристику такого ФД с цапом, чтобы избежать недоразумений.

4) В DDS,  за счет таблицы синусов, производится мгновенная "цифровая фильтрация"  гармоник  Fc цифровой пилы. Таблица синусов в настоящее время не является сколь нибудь серьезной проблемой, по-моему. Хороший ГУН (для фильтрации фапчом по предложенной Вами структуре) может потреблять энергии больше, чем эта таблица синусов. Фраза "потребляющей примерно половину мощности синтезатора."  про таблицу синусов требует серьезной аргументации.

5) DDS имеют дополнительное преимущество в высокой скорости смены профиля формируемых колебаний (например фазы, амплитуды), что в приведенной структурной схеме отсутствует. Эти преимущества особенно заметны при использовании DDS в качестве источника широкополосных модулирующих сигналов.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

17 hours ago, тау said:

Здравствуйте!

1) изменение постоянной составляющей на выходе ЦАП  для перестройки частоты через ГУН равно только лишь половине его (ЦАП) возможного размаха. Для октавных гунов можно потерять половину диапазона перестройки.  Это из-за того, что  на постоянную составляющую выхода ЦАП имеет влияние только старший разряд.

2) где взять такой ЦАП, с отсутствующим сигналом синхронизации Clock   ?

3) Неплохо бы продемонстрировать полную фазо-амплитудную характеристику такого ФД с цапом, чтобы избежать недоразумений.

4) В DDS,  за счет таблицы синусов, производится мгновенная "цифровая фильтрация"  гармоник  Fc цифровой пилы. Таблица синусов в настоящее время не является сколь нибудь серьезной проблемой, по-моему. Хороший ГУН (для фильтрации фапчом по предложенной Вами структуре) может потреблять энергии больше, чем эта таблица синусов. Фраза "потребляющей примерно половину мощности синтезатора."  про таблицу синусов требует серьезной аргументации.

5) DDS имеют дополнительное преимущество в высокой скорости смены профиля формируемых колебаний (например фазы, амплитуды), что в приведенной структурной схеме отсутствует. Эти преимущества особенно заметны при использовании DDS в качестве источника широкополосных модулирующих сигналов.

1) Это верно, что используется только половина выхода ЦАП. «Проблема» решается в УПТ. Его усиление увеличивается в 2 раза с отсечением по 1/4 его выхода снизу и сверху.

2) В этом я ничего не понимаю. Нужен ли такой сигнал в данном случае? Если его не будет, то какая беда случится?

3)Продемонстрировать полную фазо-амплитудную характеристику ФД, и какие могут быть недоразумения? Это известная характеристика RS-триггера.

4) Вопрос о потреблении таблицы синусов уже обсуждался нами на Форуме, см. стр. 231 и 232. Участвовали Вы и rloc. Там Вы приводили пример AD9838, что если в этом чипе командой “DAC powered down” отключается ЦАП, то потребление уменьшается в 11 раз. То есть на всё остальное, включая таблицу, якобы приходится ничтожная доля. Но это неверно. Это только команда так называется, но это не значит, что отключается только ЦАП. Отключается и ещё что-то. Вот возьмём, к примеру, AD9912. Это DDS с тактовой частотой 2,5 ГГц, и 14-разрядным DAC. Общее его потребление равно 2,2W.  DAC типа AD8739с такими же характеристиками (тактовой частотой и разрядностью) потребляет 0,96W. Вычтя его потребление из общего потребления DDS, получим 1,24на оставшуюся часть, куда входит и LUT. Фактически это довольно близко к потреблению LUT, поскольку потребление других компонентов пренебрежимо мало, как Вы это показали на примере AD9838. Получается, что LUT не такое уж простое устройство. Её потребление составляет не менее 50% общего потребления DDS, и её исключение в упрощённом варианте DDS довольно-таки эффективно. Для некоторых применений это может оказаться решающим фактором.

5) Управлять фазой можно путём кратковременных изменений частоты с помощью управляющего кода R аккумулятора. Амплитуду выхода можно менять управляемым аттенюатором (так, кажется, обычно делают?). И то и другое возможно с той же скоростью, как и в классическом DDS.

1) Это верно, что используется только половина выхода ЦАП. «Проблема» решается в УПТ. Его усиление увеличивается в 2 раза с отсечением по 1/4 его выхода снизу и сверху.

2) В этом я ничего не понимаю. Нужен ли такой сигнал в данном случае? Если его не будет, то какая беда случится?

3) Продемонстрировать полную фазо-амплитудную характеристику ФД, и какие могут быть недоразумения? Это известная характеристика RS-триггера.

4) Вопрос о потреблении таблицы синусов уже обсуждался нами на Форуме, см. стр. 231 и 232. Участвовали Вы и rloc. Там Вы приводили пример AD9838, что если в этом чипе командой “DAC powered down” отключается ЦАП, то потребление уменьшается в 11 раз. То есть на всё остальное, включая таблицу, якобы приходится ничтожная доля. Но это неверно. Это только команда так называется, но это не значит, что отключается только ЦАП. Отключается и ещё что-то. Вот возьмём, к примеру, AD9912. Это DDS с тактовой частотой 2,5 ГГц, и 14-разрядным DAC. Общее его потребление равно 2,2W.  DAC типа AD8739с такими же характеристиками (тактовой частотой и разрядностью) потребляет 0,96W. Вычтя его потребление из общего потребления DDS, получим 1,24на оставшуюся часть, куда входит и LUT. Фактически это довольно близко к потреблению LUT, поскольку потребление других компонентов пренебрежимо мало, как Вы это показали на примере AD9838. Получается, что LUT не такое уж простое устройство. Её потребление составляет не менее 50% общего потребления DDS, и её исключение в упрощённом варианте DDS довольно-таки эффективно. Для некоторых применений это может оказаться решающим фактором.

5) Управлять фазой можно путём кратковременных изменений частоты с помощью управляющего кода R аккумулятора. Амплитуду выхода можно менять управляемым аттенюатором (так, кажется, обычно делают?). И то и другое возможно с той же скоростью, как и в классическом DDS.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, Vitaly_K сказал:

2) В этом я ничего не понимаю. Нужен ли такой сигнал в данном случае? Если его не будет, то какая беда случится?

Для Вашей схемы , для корректной её работы, требуется ЦАП без синхронизации , т.е. без общего сигнала тактов. Потому что сигнал, тактирующий все разряды, испортит работу Вашей схемы ФАПЧ полностью. Я просто не помню уже таких ЦАПов, чтобы без общего клока. Да , когда то давно были, медленные.

2 часа назад, Vitaly_K сказал:

3) Продемонстрировать полную фазо-амплитудную характеристику ФД, и какие могут быть недоразумения? Это известная характеристика RS-триггера.

Не совсем как у RS. Во вложении для Вас скриншоты модели. Цап  в модели применен без тактирования, с 15 вольтовым выходом, чтобы уровни совпадали с картинками в Вашей заметке. На входы поданы частоты Fr с периодом =3 мкс и Fc с периодом= 8.0008 мкс (на 10^-4 разница от синхронизма Fc Fr). За 80 миллисекунд наблюдения идет поворот фазы на 2пи. Реальный пологий участок характеристики здорово короче, чем 2пи. Поэтому и размах полезного выхода меньше половины возможного от АЦП и есть участки на обратном склоне с ложными "ступенями" для ложного захвата фапчём.

2 часа назад, Vitaly_K сказал:

5) Управлять фазой можно путём кратковременных изменений частоты с помощью управляющего кода R аккумулятора. Амплитуду выхода можно менять управляемым аттенюатором (так, кажется, обычно делают?). И то и другое возможно с той же скоростью, как и в классическом DDS.

Нет, в классическом DDS время задержки аналоговым фильтром (по выходу) очень мало. В Вашей схеме фильтр узкополосный , потому что ФАПЧ -это очень узкополосный фильтр выходного колебания, его полоса, по крайней мере на порядок уже, чем выходная частота Гуна. Для изменённой фазы время задержки будет очень большим.

Для Vitaly_K.rar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

16 часов назад, Vitaly_K сказал:

DAC типа AD8739с такими же характеристиками (тактовой частотой и разрядностью) потребляет 0,96W. Вычтя его потребление из общего потребления DDS, получим 1,24на оставшуюся часть, куда входит и LUT. Фактически это довольно близко к потреблению LUT, поскольку потребление других компонентов пренебрежимо мало, как Вы это показали на примере AD9838. Получается, что LUT не такое уж простое устройство. Её потребление составляет не менее 50% общего потребления DDS, и её исключение в упрощённом варианте DDS довольно-таки эффективно.

Виталий, возьмите для сравнения более современный AD9162-64. Табл. 3 стр. 7 из даташита:

 

 520009696_.thumb.png.d21ceb8c6d95f1fc44db7e3a3daaba2b.png

 

Где потребление DDS (=NCO) составляет около 0.23Вт на фоне общего потребления ~2.5Вт. Учитывая генерацию DDS на частоте 5ГГц, количество одновременно работающих ядер должно быть около 8-16 шт, в зависимости от технологии CMOS.

Из своего опыта реализации DDS на FPGA, ресурсы на одно ядро, при динамике ~120дБ по спурам, составляют: одна таблица LUT 512x32 и два умножителя 18x18 (по основным ресурсам).

 

  

16.04.2022 в 23:23, тау сказал:

где взять такой ЦАП, с отсутствующим сигналом синхронизации Clock   ?

Думаю, можно отдельно взять ЦАП и RS-триггер, и потом просуммировать. Выход RS-триггера просуммировать с выходом ЦАП. Для простоты рассмотрения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 hours ago, rloc said:

Виталий, возьмите для сравнения более современный AD9162-64. Табл. 3 стр. 7 из даташита:

Где потребление DDS (=NCO) составляет около 0.23Вт на фоне общего потребления ~2.5Вт. Учитывая генерацию DDS на частоте 5ГГц, количество одновременно работающих ядер должно быть около 8-16 шт, в зависимости от технологии CMOS.

Из своего опыта реализации DDS на FPGA, ресурсы на одно ядро, при динамике ~120дБ по спурам, составляют: одна таблица LUT 512x32 и два умножителя 18x18 (по основным ресурсам).

 

Думаю, можно отдельно взять ЦАП и RS-триггер, и потом просуммировать. Выход RS-триггера просуммировать с выходом ЦАП. Для простоты рассмотрения.

Не понял приложенной вами таблицы. Если NCO отключен, то остаётся только ЦАП, и на него приходятся эти 0,23W. Не много, но это и понятно, поскольку он не работает без сигнала от NCO. А о потреблении LUT из таблицы ничего не следует. Интересно замечание о вашем опыте работы по реализации DDS. Тогда кто ж лучше вас может знать о потреблении LUT?

Ваша идея ЦАП + RS-триггер выглядит вполне рабочей.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

29 минут назад, Vitaly_K сказал:

Если NCO отключен, то остаётся только ЦАП, и на него приходятся эти 0,23W.

Аналоговая часть остается в активном состоянии во всех случаях, приведенных в таблице. Дело в том, что указанная микросхема представляет из себя ЦАП + встроенный DDS + набор интерполирующих фильтров. 0.23Вт - это потребление именно цифровой части DDS. Если интересно, то из этой таблицы видно, что потребление аналоговой части ЦАП составляет около 1Вт, цифровой части фильтра FIR85 (возможно вместе с интерфейсом JESD204) - 1.35Вт.

 

  

24 минуты назад, Vitaly_K сказал:

Тогда кто ж лучше вас может знать о потреблении LUT?

Поэтому и пишу подробно о составе модуля DDS. Как можете видеть, потребление достаточно низкое и таблица LUT скромного размера, а основное потребление приходится на аппроксимацию по ряду Тейлора в виде 2-х умножителей, но опять же оно небольшое (0.23Вт), особенно на фоне интерполирующих фильтров.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 4/17/2022 at 9:34 PM, тау said:

Не совсем как у RS. Во вложении для Вас скриншоты модели. Цап  в модели применен без тактирования, с 15 вольтовым выходом, чтобы уровни совпадали с картинками в Вашей заметке. На входы поданы частоты Fr с периодом =3 мкс и Fc с периодом= 8.0008 мкс (на 10^-4 разница от синхронизма Fc Fr). За 80 миллисекунд наблюдения идет поворот фазы на 2пи. Реальный пологий участок характеристики здорово короче, чем 2пи. Поэтому и размах полезного выхода меньше половины возможного от АЦП и есть участки на обратном склоне с ложными "ступенями" для ложного захвата фапчём.

Нет, в классическом DDS время задержки аналоговым фильтром (по выходу) очень мало. В Вашей схеме фильтр узкополосный , потому что ФАПЧ -это очень узкополосный фильтр выходного колебания, его полоса, по крайней мере на порядок уже, чем выходная частота Гуна. Для изменённой фазы время задержки будет очень большим.

Для Vitaly_K.rar 28.44 kB · 4 downloads

3) Прилагаю рисунок, поясняющий характеристику ФД. Она касается частного случая, когда Fr/Fc=8/3. Диаграммы его работы приведены на рис.2. В этом случае большая девиация фазы, из-за чего область работы сократилась до 6 из 16 единиц. При увеличении отношения Fr/Fc, что на прастике так и будет, рабочая область стремится к половине ёмкости ЦАП.

5) Кто ж может оспорить быстроту DDS? Быстрее никак невозможно. Но не всем ведь нужна такая быстрота. Кто-то хотел бы иметь спектр почище, чип подешевле и с меньшим потреблением.

6) И опять о потреблении LUT. Элвис разработал свой DDS, 1508ПЛ8Т, и он теперь в продаже. По их словам, он во многом превосходит зарубежные аналоги. Уж они-то точно знают, сколько потребляет таблица. Но как спросить об зтом? Для них такой вопрос покажется странным и непонятным. Точно не ответят, просто промолчат. Это если иметь знакомство с кем-нибудь оттуда. У вас нет таковых? Или у rloc.

Хар.ФД.PNG

Изменено пользователем Vitaly_K
Ошибки. Отменить отправку.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Только что, Vitaly_K сказал:

3) Прилагаю рисунок, поясняющий характеристику ФД. Она касается частного случая, когда Fr/Fc=8/3. Диаграммы его работы приведены на рис.2. В этом случае большая девиация фазы, из-за чего область работы сократилась до 6 из 16 единиц. При увеличении отношения Fr/Fc, что на прастике так и будет, рабочая область стремится к половине ёмкости ЦАП.

5) Кто ж может оспорить быстроту DDS? Быстрее никак невозможно. Но не всем ведь нужна такая быстрота. Кто-то хотел бы иметь спектр почище, чип подешевле и с меньшим потреблением.

6) И опять о потреблении LUT. Элвис разработал свой DDS, 1508ПЛ8Т, и он теперь в продаже. По их словам, он во многом превосходит зарубежные аналоги. Уж они-то точно знают, сколько потребляет таблица. Но как спросить об зтом? Для них такой вопрос покажется странным и непонятным. Точно не ответят, просто промолчат. Это если иметь знакомство с кем-нибудь оттуда. У вас нет таковых? Или у rloc.

Хар.ФД.PNG

 

Я понимаю, что Вы, уважаемый Виталий, фанатик своего дела. У нас, рабов, таких мало...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 4/17/2022 at 9:34 PM, тау said:

Не совсем как у RS. Во вложении для Вас скриншоты модели. Цап  в модели применен без тактирования, с 15 вольтовым выходом, чтобы уровни совпадали с картинками в Вашей заметке. На входы поданы частоты Fr с периодом =3 мкс и Fc с периодом= 8.0008 мкс (на 10^-4 разница от синхронизма Fc Fr). За 80 миллисекунд наблюдения идет поворот фазы на 2пи. Реальный пологий участок характеристики здорово короче, чем 2пи. Поэтому и размах полезного выхода меньше половины возможного от АЦП и есть участки на обратном склоне с ложными "ступенями" для ложного захвата фапчём.

Нет, в классическом DDS время задержки аналоговым фильтром (по выходу) очень мало. В Вашей схеме фильтр узкополосный , потому что ФАПЧ -это очень узкополосный фильтр выходного колебания, его полоса, по крайней мере на порядок уже, чем выходная частота Гуна. Для изменённой фазы время задержки будет очень большим.

Для Vitaly_K.rar 28.44 kB · 4 downloads

3) Прилагаю рисунок, поясняющий характеристику ФД. Она касается частного случая, когда Fr/Fc=8/3. Диаграммы его работы приведены на рис.2. В этом случае большая девиация фазы, из-за чего область работы сократилась до 6 из 16 единиц. При увеличении отношения Fr/Fc, что на практике так и будет, рабочая область стремится к половине ёмкости ЦАП.

5) Кто ж может оспорить быстроту DDS? Быстрее никак невозможно. Но не всем ведь нужна такая быстрота. Кто-то хотел бы иметь спектр почище, чип подешевле и с меньшим потреблением.

6) И опять о потреблении LUT. Элвис разработал свой DDS, 1508ПЛ8Т, и он теперь в продаже. По их словам, он во многом превосходит зарубежные аналоги. Уж они-то точно знают, сколько потребляет таблица. Но как спросить об зтом? Для них такой вопрос покажется странным и непонятным. Точно не ответят, посто промолчат. Это если иметь знакомство с кем-нибудь оттуда. У вас нет таковых? Или у rloc.

Хар.ФД.PNG

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, Vitaly_K сказал:

Элвис разработал свой DDS, 1508ПЛ8Т, и он теперь в продаже. По их словам, он во многом превосходит зарубежные аналоги.

Микросхеме лет 7. Хороша для квадратурной модуляции, живьем наблюдал подавление зеркального канала и гетеродина лучше 60дБ. По потреблению ядра DDS думаю никто не подскажет. А зачем? Разрядность ЦАП 10бит

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

13 часов назад, Vitaly_K сказал:

3) Прилагаю рисунок, поясняющий характеристику ФД. Она касается частного случая, когда Fr/Fc=8/3. Диаграммы его работы приведены на рис.2. В этом случае большая девиация фазы, из-за чего область работы сократилась до 6 из 16 единиц.

Согласен.

13 часов назад, Vitaly_K сказал:

И опять о потреблении LUT. Элвис разработал свой DDS, 1508ПЛ8Т, и он теперь в продаже. По их словам, он во многом превосходит зарубежные аналоги. Уж они-то точно знают, сколько потребляет таблица. Но как спросить об зтом?

Узнаю -расскажу. Знакомые есть.

Но табл 2.12 по  ссылке от Losik, кажется, все проясняет. И rloc привел пример хороший. 0,23Вт/8(ядер)=0,03 Вт на ядро для частоты 5ГГц/8=600 Мгц ( примерно) или 0,03/600=0,05 мВт/Мгц - хорошее совпадение с таблицей от Losik в средней её части и ниже.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

3 hours ago, тау said:

Согласен.

Узнаю -расскажу. Знакомые есть.

Но табл 2.12 по  ссылке от Losik, кажется, все проясняет. И rloc привел пример хороший. 0,23Вт/8(ядер)=0,03 Вт на ядро для частоты 5ГГц/8=600 Мгц ( примерно) или 0,03/600=0,05 мВт/Мгц - хорошее совпадение с таблицей от Losik в средней её части и ниже.

Вам, как специалисту, легко жонглировать этими цифрами. А я в этих делах человек тёмный. Даже названий частей не понимаю, Не представляю, что на что в этой массе цифр надо умножать или делить. Кстати, ядро – это и есть LUT? Мне бы готовую цифру, типичную или от и до, потребления LUT относительно полного DDS. Это возможно?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

20 hours ago, byRAM said:

Я понимаю, что Вы, уважаемый Виталий, фанатик своего дела. У нас, рабов, таких мало...

Возможно, это радиация от вашей АЭС так подавляет работоспособность, что  трудоголиков -фанатов у вас мало. Может быть, оно и лучше для здоровья - жизнь спокойнее, крепче спишь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, Vitaly_K сказал:

Возможно, это радиация от вашей АЭС так подавляет работоспособность, что  трудоголиков -фанатов у вас мало. Может быть, оно и лучше для здоровья - жизнь спокойнее, крепче спишь.

Радиация от нашей АЭС - это европейский миф.

АЭС приносит нам главным образом электроэнергию и тёплую воду, где рыбы дохнут лишь от дефицита кислорода.

Ваш метод синтеза никому ничего не принёс, увы.

Может это фантом?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
К сожалению, ваш контент содержит запрещённые слова. Пожалуйста, отредактируйте контент, чтобы удалить выделенные ниже слова.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...