|
|
DDSDirekte Digitale Synthese (engl. Direct Digital Synthesis) ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Wechselspannung mittels Addierer, ROM und DA-Wandler.
[Bearbeiten] FunktionsweiseDer Takt für eine DDS, wird meist mit einem Quarzoszillator generiert, manchmal auch zusätzlich über PLL für sehr hohe Takte (100MHz++). Der address counter wird mit jedem Takt um eine definierte Schrittweite hochgezählt und generiert die RAM-Adresse, welches danach die Daten ohne weitere Verarbeitung an den Ausgang liefert. Die Schrittweite definiert dabei die Frequenz, die produziert wird. Dabei wird intern mit einer deutlich höheren Auflösung gearbeitet, als später für die Adresse benötigt wird. Dies ermöglicht eine sehr viel bessere Anpassung an die gewünschte Frequenz. Beispielsweise ist der eigentliche Counter 32 Bit breit, während Tabelle nur für 24 Bit Einträge enthält. Für höhere Frequenzen, bei denen die Tabelle nur noch grob abgetastet wird, ist meist ein analoges Filter nachgeschaltet, welches interpolierend wirkt. Die maximal erzielbare analoge Ausgangsfrequenz ist immer kleiner, als die halbe Taktfrequenz, was durch das Abtasttheorem von Nyquist/Shannon erklärt wird. Real sind aber nur deutlich niedrigere Frequenzen gut nutzbar, da Frequenzen in der Nähe der Abtastfrequenz auch bei sehr guten Filtern immer schweben. Eine sehr gute Beschreibung der Theorie und aller Vor-und Nachteile (Phasenrauschen, Oberwellen) gibt es in einem Tutorial bei Analog Devices. Die LookUpTable kann fest, programmierbar (RAM, Arbitrary Waveform Generator) oder durch eine Algorithmus realisiert sein. Meist ist ein Sinus implementiert. Für den Fall anderer Wellenformen ist zu beachten, dass diese Oberwellen beinhalten, auf die ein nachgeschaltetes Filter Rücksicht nehmen muss. Auch ergeben sich dann andere maximal erzielbare Frequenzen, die noch sinnvoll dargestellt werden können. Verwendung findet das DDS-Prinzip in vielen Bereichen von Niederfrequenz(NF)/Audio- bis Hochfrequenz(HF)/Funk-Bereich (Taktfrequenzen bis 4 GHz und mehr). Mit Mikroprozessoren und DSPs sind je nach Güteanforderungen Ausgangsfrequenzen bis typisch 50MHz, mit FPGAs bis 100MHz und speziellen ASICs bis zu 1 GHz möglich.
[Bearbeiten] Eigenschaften
[Bearbeiten] Bauteile und HerstellerBekanntester Hersteller ist Analog Devices. Bekannte ICs:
Die moderneren ICs beinhalten weitere Funktionen wie automatische, programmierbare Amplitudenmodulation (AM), Phasenmodulation (PM), Frequency Shift Keying (FSK) und ähnliches mehr. Viele ICs sind mehrkanalig und liefern teilweise Sinus- und Cosinus-Ausgang. [Bearbeiten] Projekte:
Eine Implementierung im NF-Bereich ist auch durch einen µC möglich, z. B. für Wähltöne im Telephon (DTMF): [Bearbeiten] Lesestoff |
