Generadores de formas de onda arbitrarias
Introducción
La Síntesis digital directa (DDS) es un método empleado por sintetizadores de frecuencia utilizado para crear formas de onda arbitrarias a partir de un único reloj de referencia de frecuencia fija. DDS se utiliza en aplicaciones tales como generación de señal, osciladores locales en sistemas de comunicación, generadores de funciones, mezcladores, moduladores "Modulación (telecomunicación)"),[1] sintetizadores de sonido y como parte de una lazo de seguimiento de fase (PLL) digital.[2].
Visión general
Un sintetizador digital directo consiste en una referencia de frecuencia (a menudo un oscilador de cristal o un oscilador de onda acústica superficial), un oscilador controlado numéricamente (NCO) y un convertidor digital a analógico (DAC)[3] como se muestra en la Figura 1.
El oscilador de referencia proporciona una base de tiempo estable para el sistema y determina la precisión de frecuencia del DDS. Proporciona el reloj al NCO que produce en su salida una versión cuantificada de tiempo discreto de la forma de onda de salida deseada (a menudo una sinusoide) cuyo período es controlado por la palabra digital contenida en el Registro de Control de Frecuencia. El DAC convierte la forma de onda digital muestreada en una forma de onda analógica. El filtro de reconstrucción de salida rechaza las réplicas espectrales producidas por la retención de orden cero inherente al proceso de conversión analógica.
Rendimiento
Contenido
Un DDS tiene muchas ventajas sobre su contraparte analógica, el lazo de seguimiento de fase (PLL), que incluye una agilidad de frecuencia mucho mejor, ruido de fase mejorado y un control preciso de la fase de salida a través de las transiciones de conmutación de frecuencia. Las desventajas incluyen respuestas espurias principalmente debido a los efectos de truncamiento en el NCO, espurios cruzados resultantes de imágenes Nyquist de alto orden (> 1) y un piso de ruido más alto en grandes desplazamientos de frecuencia debido principalmente al convertidor digital a analógico.[4].
Debido a que un DDS es un sistema muestreado, además de la forma de onda deseada a la frecuencia de salida F, también se generan imágenes de Nyquist (la imagen principal está en F-F, donde F es la frecuencia de reloj de referencia). Para rechazar estas imágenes no deseadas, generalmente se utiliza un DDS junto con un filtro de paso bajo de reconstrucción analógica como se muestra en la Figura 1.[5].