Aplikace kmitočtových syntetizátorů s přímou digitální syntézou v telekomunikační technice

Abstract

Cílem této práce je návrh a realizace laditelného generátoru založeného na technologii přímé digitální syntézy včetně ověření jeho funkčnosti měřením. Zaměřením práce odkazuje na problematiku spojenou s vytvářením spojitého analogového signálu pomocí generování časově proměnné digitální formy signálu při využití digitálně analogové konverze. V teoretické rovině práce nejprve popisuje funkční uspořádání systému DDS včetně jevů ovlivňujících analogový výstup a následně se věnuje potřebě výstupního filtrování a posouzení jeho vlivu na výstupní spektrum signálu. V druhé části teorie se práce zabývá obecnějším popisem signálů a jejich modulace ve spojení právě s uvedenou technologií DDS. Následně je uveden přehled aplikací obvodů DDS napříč technologickými obory včetně přehledu současných vyráběných obvodových řešení převážně od firmy Analog Devices. Řešení samotného návrhu zahrnovalo volbu vhodné syntézy dle parametrů zadání včetně periferních obvodových řešení a návrhu spojeného se simulací výstupního rekonstrukčního filtru. Celý proces návrhu těchto jednotlivých částí je tak podrobně popsán. V další části se práce věnuje již samotnému programovému vybavení potřebnému pro požadovanou funkčnost zařízení. Výsledný návrh je realizován na desce plošných spojů a v samotném závěru provedeno ověření jeho funkčnosti měřením prostřednictvím osciloskopu. Výstupem práce je pak plně funkční laditelný generátor signálu s technologií DDS vhodný k použití jako stabilní a přesný zdroj hodinového signálu.

The aim of this work is the design and implementation of a tunable generator based on direct digital synthesis technology and it also include verification of its performance by a measurement. Work refers to the problems associated with creating a continuous analog signal by generating a time-varying digital form of the signal with use of digital to analog conversion. The first theoretical part describes the configuration of the DDS system including phenomena that affect the analog output and consequently the need for the output filtering and its impact on the output spectrum. In the second part of the theory the work deals with general description of signals and modulation in conjunction with the DDS technology. Subsequently, the work gives an overview of the application of DDS circuits across technological fields, including an overview of the present circuit solutions produced mainly from Analog Devices. The proposal itself include the choice of synthesis with particular parameters, the choice of peripheral circuit solutions and design associated with simulation of the output reconstruction filter. The entire process of design and the individual parts are described in detail. The next part deals with the program itself and with equipment needed for the desired functionality of the device. The result design is implemented on a printed circuit board and a verification of its functionality is done by measuring on the oscilloscope at the very end of the work. The outcome of this work is fully functional tunable signal generator with DDS technology suitable for use as an agile and accurate clock source.