СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2013

В ВЕДЕНИЕ Технология генерации сигналов Trueform применяется в новых ге нераторах сигналов серии Agilent 33500B. Она даёт ощутимые преиму щества по сравнению с прямым циф ровым синтезом (DDS) – традицион ной технологией, используемой в ге нераторах сигналов стандартной и произвольной формы, в том числе, обеспечивает значительно меньшую фазовую нестабильность сигнала (джиттер) и точное представление выбранного сигнала. В предлагаемой статье мы познакомим вас с техноло гией Trueformи сравним её с техноло гией DDS. Т ЕХНОЛОГИИ ГЕНЕРАЦИИ СИГНАЛА Простейший способ генерации сиг нала заключается в его сохранении в виде отдельных точек в памяти, а за тем в поочерёдном считывании этих точек и передачи их по каждому такто вому импульсу в ЦАП. После считыва ния последней точки генератор воз вращается к первой, и начинается сле дующий цикл. Иногда такой способ генерации называют «точкой на такт» (PPC). Хотя такой метод создания сиг налов кажется очевидным, он обла дает двумя существенными недо статками. Во первых, для изменения частоты сигнала (или частоты дис кретизации) приходится изменять тактовую частоту, а хороший мало шумящий источник перестраивае мой тактовой частоты усложняет конструкцию прибора и повышает его стоимость. Во вторых, поскольку во многих приложениях ступенча тый сигнал на выходе ЦАП неже лателен, приходится использовать аналоговую фильтрацию для сгла живания этих ступенек. В связи со сложностью и высокой стоимостью э т а т ехноло гия исполь з у е т с я в СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 8 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2013 основном в генераторах высшего класса. Технология DDS использует фикси рованную тактовую частоту и упро щённую схему фильтрации, поэтому обходится дешевле PPC. В системе DDS фазовый аккумулятор добавляет при ращения на выход с каждым перио дом тактовой частоты, при этом вы ход аккумулятора представляет фазу сигнала. Выходная частота пропорци ональна приращению, что позволяет легко изменять частоту сигнала даже при фиксированной тактовой часто те. Выходные значения аккумулятора преобразуются из фазы в амплитуду, как правило, с помощью таблицы пе ресчёта. Применение фазового аккумулято ра позволяет применять в DDS фикси рованную тактовую частоту, но при этом сигнал по прежнему воспроизво дится с эффективной частотой дискре тизации, превышающей тактовуючас тоту. Поэтому в методе DDS не каждая точка отражается в результирующем выходном сигнале. Другими словами, DDS использует не каждую точку па мяти сигнала, но выполняет достаточ но хорошую аппроксимацию, поэто му сигнал до некоторой степени ис кажается. Кроме того, DDS может непредсказуемым образом пропускать и/или повторять некоторые фрагмен ты сигнала. В лучшем случае это при водит к увеличению джиттера, в худ шем – к значительным искажениям. Тонкие особенности сигнала могут полностью или частично игнориро ваться. Новая технология Trueform, разра ботанная компанией Agilent, вобрала в себя лучшее из двух предшествую щих технологий. Она позволяет соз давать сигналы произвольной формы с низким уровнем шума без пропуска точек, подобно технологии PPC, но по цене DDS. Trueform использует па тентованный генератор виртуально регулируемой тактовой частоты с улучшенной фильтрацией, адаптиру ющейся к частоте дискретизации сиг нала. Ниже мы рассмотрим некото рые преимущества, которыми облада ет технология Trueformпо сравнению с DDS. У ЛУЧШЕННАЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ СИГНАЛА Одним из ключевых преимуществ технологии Trueform по сравнению с DDS является лучшая целостность сигнала. В частотной области это пре имущество можно увидеть, сравнив спектры, а во временно7 й области – сравнив фазовую нестабильность. На рисунке 1 показано представле ние в частотной области синусои дального сигнала частотой 10 МГц, созданного с помощью технологии Trueform. На рисунке 2 показано пред ставление в частотной области того же синусоидального сигнала 10 МГц, но созданного с помощью техноло гии DDS. В идеальном случае синусоидаль ный сигнал должен содержать только основную частоту без гармоник. На рисунках 1 и 2 хорошо видно, что уровень второй гармоники по отно шению к основной частоте сигнала, созданного с помощью Trueform, примерно на 5 дБ меньше уров ня второй гармоники сигнала DDS. Кроме того, в спектре DDS явно про сматриваются четвёртая и пятая гар моники (выделены красными круж ками) и даже негармоническая со ставляющая между четвёртой и пя той гармониками. Если сравнить эти два сигнала с точки зрения джиттера, то преиму щество Trueform более очевидно. На следующих рисунках показано изме рение джиттера, выполненное на им пульсном сигнале частотой 10 МГц. Осциллограмма растянута так, что бы был виден передний фронт им пульса, при этом включен режим по слесвечения. Для измерения перио дического джиттера использовалась функция гистограммы. Результаты измерения стандартного отклонения на каждом рисунке обведены крас Технология генерации сигналов Agilent Trueform Алексей Бегишев (Москва) Технология Trueform компании Agilent объединяет возможности прямого цифрового синтеза и поточечного формирования, обладая преимуществами обеих технологий при отсутствии их ограничений.