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如何在萃取振蕩器中實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制?

更新時(shí)間:2023-06-09      點(diǎn)擊次數(shù):705
   萃取振蕩器是基于晶體管、電感和電容構(gòu)成的無(wú)源振蕩電路,能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的、高精度的振蕩信號(hào)。在某些應(yīng)用場(chǎng)合中,需要能夠以數(shù)字方式來(lái)控制萃取振蕩器的振蕩頻率,以便實(shí)現(xiàn)更加精確的信號(hào)源輸出。本文將探討如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制萃取振蕩器的方法。
 
  首先,實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制萃取振蕩器的一個(gè)簡(jiǎn)單方法是使用可編程邏輯器件FPGA來(lái)完成頻率調(diào)節(jié)功能。FPGA提供了高度靈活性,可以按照用戶(hù)的需要對(duì)其進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)多種功能。通過(guò)將數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)為可編程邏輯單元,即可實(shí)現(xiàn)振蕩頻率的數(shù)字化控制。例如可采用基于數(shù)值控制鎖相環(huán)(NCO)的ADC,用于測(cè)量輸入信號(hào)頻率后,調(diào)節(jié)振蕩電路的工作點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的數(shù)字控制。調(diào)節(jié)電路可用可編程邏輯形式實(shí)現(xiàn),以縮小電路規(guī)模并提高電路精度。
 
  其次,在實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制萃取振蕩器時(shí),另一種常見(jiàn)的方法是使用微控制器。由于微控制器內(nèi)部集成了非常強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和通用輸入輸出端口(GPIO),因此可快速實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的頻率數(shù)字化控制。首先,通過(guò)設(shè)置外部計(jì)時(shí)器或計(jì)數(shù)器,進(jìn)行對(duì)外部輸入時(shí)鐘計(jì)數(shù),并根據(jù)計(jì)數(shù)結(jié)果調(diào)整輸出振蕩器的工作狀態(tài),在特定的時(shí)刻產(chǎn)生振蕩信號(hào)。其次,通過(guò)對(duì)微控制器的GPIO進(jìn)行控制,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)振蕩頻率的數(shù)字化控制。由于微控制器可集成了豐富的通信接口,如UART、I2C、SPI等,因此可通過(guò)增加外設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的數(shù)字控制功能。
 
  最后,另一個(gè)重要的數(shù)字控制萃取振蕩器的方法是使用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)。一般來(lái)說(shuō),DDS是一種將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的技術(shù)。在DDS中,通過(guò)將固定頻率的參考時(shí)鐘信號(hào)輸入一個(gè)計(jì)數(shù)器,然后將計(jì)數(shù)結(jié)果作為相位累加器的輸入,同時(shí)使用查找表中預(yù)定義的正弦或余弦函數(shù)值來(lái)計(jì)算輸出的振蕩信號(hào)。DDS可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)FPGA或微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。
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