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DDS 주파수 합성 카드

단일 PCIe 카드에서 두 개의 동기화 된 DDS 기반 RF 채널을 제공합니다. 정밀한 주파수, 진폭 및 위상 제어 기능을 갖춘 Synth1000 제품은 기존 장비보다 훨씬 저렴한 비용으로 여러 고급 애플리케이션을 지원합니다. 2
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Direct Digital Synthesis DDS 란?

직접 디지털 합성, DDS는 ROM에 저장된 파형을 사용하는 주파수 합성기 기술입니다.


직접 디지털 합성, DDS는 점점 더 널리 보급되고있는 주파수 합성기 기술입니다.

DDS, 직접 디지털 합성은 메모리에 저장된 파형의 디지털 맵에서 파형을 직접 합성함으로써 PLL을 사용하는보다 일반적인 간접 주파수 합성 기술과 다른 접근 방식을 취합니다.

이러한 방식으로 디지털 기술을 사용하여 고속 로직과 함께 직접 디지털 합성은 주파수가 매우 작은 증분으로 단계적으로 증가하여 필요한 경우 사실상 아날로그 또는 지속적인 튜닝을 제공 할 수있는 정확한 신호를 생성하는 강력한 기술을 제공합니다.

수년 동안 직접 디지털 신디사이저는 로직의 속도에 따라 주파수가 제한되었습니다. 속도가 향상됨에 따라 직접 디지털 신디사이저의 최고 주파수 한계가 증가하고 있습니다.

DDS 작동 원리

이름에서 알 수 있듯이 이러한 형태의 합성은 디지털 기술을 사용하여 파형을 직접 생성합니다. 이것은 위상 고정 루프를 작동의 기초로 사용하는보다 친숙한 간접 신디사이저의 방식과 다릅니다.

직접 디지털 신디사이저는 파형의 포인트를 디지털 형식으로 저장 한 다음이를 호출하여 파형을 생성하는 방식으로 작동합니다. 신디사이저가 하나의 파형을 완성하는 속도가 주파수를 제어합니다. 전체 블록 다이어그램은 아래에 나와 있지만 신디사이저의 세부적인 작동을보기 전에 시스템의 기본 개념을 살펴볼 필요가 있습니다.

파형의 한주기 동안 위상이 진행되는 방식을 살펴봄으로써 작동을보다 쉽게 ​​구상 할 수 있습니다. 이것은 원을 중심으로 진행되는 단계로 상상할 수 있습니다. 위상이 원을 중심으로 진행됨에 따라 이는 파형의 진행에 해당합니다.

기본 직접 디지털 신디사이저 블록 다이어그램
기본 직접 디지털 신디사이저 블록 다이어그램

신디사이저는 파형의 다양한 지점을 디지털 형식으로 저장 한 다음이를 호출하여 파형을 생성하는 방식으로 작동합니다. 그 작동은 그림 2와 같이 원 주위의 위상 전진을 고려하여 더 자세히 설명 할 수 있습니다. 위상이 원 주위로 전진함에 따라 이것은 파형의 전진에 해당합니다. 즉, 위상에 해당하는 숫자가 클수록 포인트는 파형을 따라 있습니다. 위상에 해당하는 숫자를 연속적으로 증가시킴으로써 파형 사이클을 따라 더 멀리 이동할 수 있습니다.

위상을 나타내는 디지털 숫자는 위상 누산기에 보관됩니다. 여기에있는 숫자는 단계에 해당하며 정기적으로 증가합니다. 이런 식으로 위상 누산기가 기본적으로 카운터의 한 형태로 전송 될 수 있습니다. 클럭킹되면 이미 보유한 번호에 사전 설정 번호를 추가합니다. 채워지면 재설정되고 다시 0부터 계산을 시작합니다. 즉, 이것은 위상 다이어그램에서 하나의 완전한 원에 도달하고 다시 시작하는 것에 해당합니다.

사인파에있는 점의 위상 각
사인파에있는 점의 위상 각

위상이 결정되면이를 파형의 디지털 표현으로 변환해야합니다. 이것은 파형 맵을 사용하여 수행됩니다. 파형의 각 위상 값에 필요한 전압에 해당하는 숫자를 저장하는 메모리입니다. 이러한 특성의 신디사이저의 경우 사인파가 필요하므로 사인 ​​룩업 테이블입니다. 대부분의 경우 메모리는 읽기 전용 메모리 (ROM) 또는 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리 (PROM)입니다. 여기에는 파형의 방대한 수의 포인트가 포함되며 각주기에 액세스하는 것보다 훨씬 더 많습니다. 위상 누산기가 필요한 주파수를 설정하기 위해 특정 포인트 수만큼 증가 할 수 있도록 매우 많은 수의 포인트가 필요합니다.

프로세스의 다음 단계는 사인 룩업 테이블에서 나오는 디지털 숫자를 아날로그 전압으로 변환하는 것입니다. 이는 디지털-아날로그 변환기 (DAC)를 사용하여 이루어집니다. 이 신호는 원치 않는 신호를 제거하기 위해 필터링되고 필요에 따라 필요한 레벨을 제공하기 위해 증폭됩니다.

튜닝은 다른 샘플 포인트 사이의 단계 또는 위상 증가의 크기를 늘리거나 줄임으로써 수행됩니다. 위상 누산기에 대한 각 업데이트에서 더 큰 증가는 위상이 전체 사이클 값에 더 빨리 도달하고 그에 따라 주파수가 높다는 것을 의미합니다. 위상 누산기 값의 증가가 작을수록 전체 사이클 값과 이에 상응하는 낮은 주파수 값을 늘리는 데 더 오래 걸립니다. 이러한 방식으로 주파수를 제어 할 수 있습니다. 또한 단순히 증분 값을 변경하여 주파수 변경이 즉시 이루어질 수 있음을 알 수 있습니다. 위상 고정 루프 기반 신디사이저의 경우와 같이 안정화 시간이 필요하지 않습니다.

이로부터 한 주파수와 다음 주파수 사이에 유한 한 차이가 있으며 최소 주파수 차이 또는 주파수 분해능이 위상 누산기에서 사용 가능한 총 포인트 수에 의해 결정된다는 것을 알 수 있습니다. 24 비트 위상 누산기는 1,600 만 개가 조금 넘는 포인트를 제공하며 5MHz 클록과 함께 사용할 경우 약 0.25Hz의 주파수 분해능을 제공합니다. 이것은 대부분의 목적에 적합합니다.

이러한 신디사이저에는 몇 가지 단점이 있습니다. 직접 디지털 신디사이저에서 생성되는 많은 스퓨리어스 신호가 있습니다. 이들 중 가장 중요한 것은 앨리어스 신호라는 신호입니다. 여기에서 신호의 이미지는 클럭 주파수와 그 배수의 양쪽에서 생성됩니다. 예를 들어 필요한 신호의 주파수가 3MHz이고 클럭이 10MHz이면 앨리어스 신호는 7MHz 및 13MHz와 17MHz 및 23MHz 등에서 나타납니다. 이러한 신호는 저역 통과 필터. 또한 일부 낮은 수준의 스퓨리어스 신호는 필요한 신호에 가깝게 생성됩니다. 일부 응용 프로그램에서는 문제를 일으킬 수 있지만 일반적으로 수준에서 허용됩니다.

자료출처:https://www.electronics-notes.com/articles/radio/frequency-synthesizer/dds-direct-digital-synthesis-synthesizer-what-is-basics.php#



PCIe Direct 디지털 합성기


Synth1000x2 듀얼 채널 50KHz ~ 1000MHz DDS 합성기

이 카드는 단일 PCIe 카드에서 두 개의 동기화 된 DDS 기반 RF 채널을 제공합니다. 정밀한 주파수, 진폭 및 위상 제어 기능을 갖춘 Synth1000 제품은 기존 장비보다 훨씬 저렴한 비용으로 여러 고급 애플리케이션을 지원합니다. 2 개의 아날로그 출력 Synth1000 외에도 PSK, FSK 및 트리거 된 스위프 작업과 같은 저 지연 트리거 작업을 위해 외부에서 제공되는 TTL 신호를 사용하여 최대 4 개의 개별 프로필을 동적으로 선택할 수 있습니다. Windows ™ 8, 7, Vista, XP 및 Linux에 대한 소프트웨어 지원이 포함됩니다. Labview ™ 소스 코드를 사용할 수 있습니다. 자세한 사양은 아래 자료를 다운 Synth1000 설명서를 참조 하세요.

  • 이중 주파수 고정 신디사이저
  • 주파수 출력 50KHz-1000MHz
  • 소프트웨어 및 주파수 및 진폭의 외부 TTL 제어
  • Linux, Windows ™ (32 및 64 비트) 용 장치 드라이버
  • 강력한 LabVIEW ™ 프로젝트
  • 무료로 제공되는 소스 코드
  • -30dBm에서 + 3dBm까지 프로그래밍 가능한 출력 진폭.

듀얼 채널 0.05-800MHz PCIe Direct Digital Synthesizer with High Speed ​​Dynamic Profile Switching

Synth1000x2 보드는 최대 8 개의 주파수 / 위상 / 진폭 프로필을 통해 소프트웨어 또는 외부 TTL 입력을 통해 각각 전환 가능한 두 개의 독립적인
사인파 출력을 생성합니다.

고속 데이터 수집 및 주파수 합성 보드 제조업체 인 Ultraview Corporation은 통신, RADAR, 의료 영상, 분광학, RF에서 까다로운 용도를위한 신속한 프로파일 전환 기능을 갖춘 듀얼 DDS PCIe 보드를 발표했습니다. / 마이크로파 테스트 및 기타 중요한 응용 프로그램.

1ppm 정확도의 TCXO 타임베이스에 동기화 된 단일 3.5GHz CRO로 구동되는 두 개의 AD9914 DDS IC를 기반으로하는 Synth1000x2는 두 개의 독립적 인 사인파 출력, 주파수, 진폭, 선택적 스위프 속도 및 위상을 변경할 수 있도록 설정할 수 있습니다. LabVIEW ™ 또는 QT GUI를 사용하여 수동으로 또는 실시간 (50ns 미만)으로 동적으로 전환하여 복잡한 변조 반송파 또는 빠른 파형 시퀀스를 생성 할 수 있습니다. 각 신디사이저에서 최대 8 개의 개별 프로필 사이의 고속 동적 전환은 소프트웨어 또는 3 개의 외부 TTL 입력으로 제어 할 수 있습니다.

가장 간단한 모드에서 사용자는 LabVIEW ™ 또는 QT GUI를 사용하여 각 채널에 하나씩 단일 주파수 또는 두 개의 개별 주파수를 프로그래밍 할 수 있습니다. 또는 최대 8 개의 주파수 / 위상 / 진폭 프로필을 미리 설정 한 다음 버튼을 눌러 각 신디사이저가 사용할 프로필을 선택할 수 있습니다. 마치 자동차 라디오처럼.

빠른 주파수 / 진폭 / 위상 전환이 필요한 경우 외부 TTL 빠른 프로필 제어 모드를 사용하면 각 신디사이저 채널을 주파수 및 / 또는 진폭 및 / 또는 위상에서 외부 적으로 독립적으로 전환 할 수 있습니다. C 프로그램을 사용하거나 간단한 GUI 제어판의 필드에 사용자 입력을 통해 최대 8 개의 완전한 프로필을 미리 프로그래밍 할 수 있습니다. 그런 다음, 주파수 프로파일은 3 비트 TTL 벡터를 통해 동적으로 선택 될 수 있으며, 이는 각 채널에 대해 3 개씩 6 개의 SMA 커넥터를 포함하는 작은 커넥터 블록을 통해 외부 적으로 입력 될 수 있습니다. 물론 더 적은 수의 프로필을 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 간단한 FSK (Frequency Shift Keying)의 경우 단일 TTL 입력을 사용하여 Synth1000x2에 단일 채널에서 두 주파수 사이를 빠르게 전환하도록 지시 할 수 있습니다.

또는 두 개의 개별 채널에서 최대 8 개의 프로필 대신 두 개의 출력을 간단한 저항성 전력 결합기에 연결하여 단일 채널에서 16 개의 전환 가능한 프로필을 얻을 수 있습니다.

Synth1000x2는 0.05MHz ~ 800MHz의 주파수를 생성하도록 평가되어 있지만 성능과 진폭이 감소하면 10KHz ~ 1000MHz의 신호를 생성 할 수 있습니다.

모든 Synth1000x2 모델에 포함 된 2 개의 프로그래밍 가능한 사인파 출력 외에도 Synth1000x2-SQR 모델은 2 개의 사인파와 2 개의 1V pp AC 커플 링 사각 파를 200ps 상승 및 하강 시간으로 동시에 출력하여 외부의 낮은 지터 제어를 위해 이종 염색 RADAR 펄스 발생기 및 샘플러와 같은 장치. 정현파 출력의 주파수 범위는 0.05MHz ~ 800MHz이고, 2v pp 구형파 출력의 주파수 범위는 5MHz ~ 800MHz입니다.

모든 모델에는 64 비트 Windows ™ 7/8 드라이버 패키지, 포괄적 인 C 예제 프로그램, Windows 용 LabVIEW ™ 및 QT GUI가 포함됩니다. 또한 CentOS 6.4 linux 용 C 예제 프로그램과 QT GUI 기반 제어판이 포함되어 있습니다.

그림 1은 Synth1000x2 보드를 보여줍니다. 그림 2는 각 채널에 대해 8 개의 개별 프로파일이 설정된 LabVIEW ™ 컨트롤 패널과 TTL 프로파일 선택 입력을 통해 외부 적으로 전환 될 때 두 채널의 복잡한 출력 파형을 보여줍니다.

가격

SYNTH1000x2-$ 3,995.00

50KHz-1000MHz 출력 기능을 갖춘 듀얼 채널 DDS 기반 PCIe 보드. 트리거 된 주파수 및 진폭 스위핑, 위상 편이 키잉 (PSK), 주파수 편이 키잉 (FSK) 등을위한 고급 스위칭 기능.

SYNTH1000x2-SQR-$ 4,995.00

50KHz-1000MHz 출력 기능을 갖춘 사인파 및 구형파 출력이있는 듀얼 채널 DDS 기반 PCIe 보드. 트리거 된 주파수 및 진폭 스위핑, 위상 편이 키잉 (PSK), 주파수 편이 키잉 (FSK) 등을위한 고급 스위칭 기능.

SYNTH300-TRIG-$ 1995.95

300KHz-300MHz 출력 기능을 갖춘 듀얼 채널 DDS 기반 PCI 보드. 트리거 된 주파수 스위핑, PSK (Phase Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying) 등을위한 고급 스위칭 기능.

SYNTH300-TRIG-HS-$ 2495.95

Synth300-TRIG와 유사한 기능이지만 향상된 위상 잡음 성능을 위해 SAW 안정화 온보드 발진기를 통합합니다. 보드는 외부 클럭을 받아들이지 않고 대신 외부 장비를 선택적으로 슬레이브하기 위해 1GHz 기준 출력 신호를 제공합니다.

그림 2. Synth1000x2에 의해 생성 된 주파수 / 진폭 프로파일의 복잡한 예제 시퀀스. 외부 TTL 입력은 표시된 LabVIEW ™ 패널에 지정된 8 개의 프로파일 사이를 빠르게 전환합니다. 파형은 Ultraview AD12-2000x2 듀얼 12 비트 2GSPS 높은 동적 범위 A / D 보드를 사용하여 표시됩니다.

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제품 문의:엘텍

연락처:T 1599-6628

e-mail:lee(at)ltech.co.kr