ЦАП прямого цифрового синтеза

В связи с широким распространением цифровых методов в настоящее время получил метод прямого цифрового синтеза (ПЦС). Метод ПЦС можно рассмотреть на примере системы прямого цифрового синтеза.

В этой упрощенной схеме стабильный генератор тактового сигнала управляет с помощью адресного счетчика программируемым ПЗУ, который хранит один или более целое число циклов синусоидального сигнала (или другого сигнала произвольной формы). Для уменьшения необходимого объема ППЗУ зачастую в него записывается информация только о четверти периода синусоидального сигнала. По мере того, как адресный счетчик проходит через каждую ячейку памяти, соответствующая цифровая амплитуда сигнала из каждой ячейки подается на ЦАП, который, в свою очередь, воспроизводит аналоговый выходной сигнал.

В связи с дискретной природой ПЦС методу присущи погрешности, характерные для АЦП: шум квантования, наложение спектра, для такого ЦАП на выходе необходим фильтр низких частот. Основной проблемой этой простой ПЦС-системы состоит в том, что выходная частота может быть изменена только путем изменения частоты задающего генератора или посредством перепрограммирования ППЗУ, что делает систему недостаточно гибкой.

На практике ПЦС-системы осуществляют эту функцию более гибким и эффективным способом, используя цифровую схему, называемую генератором с цифровым управлением. Функциональная схема такой системы представлена на рис. 28.16.

Содержимое сумматора фазы обновляется однократно за каждый тактовый цикл. Каждый раз при обновлении сумматора фазы цифровое число М, сохраненное в регистре приращения фазы, добавляется к числу в сумматоре фазы. Если сумматор является 32-разрядным, для полного цикла обновления сумматора фазы требуется 2³² тактовых циклов, после чего цикл повторяется.