Recientemente me familiaricé con la familia de circuitos integrados de DDS. Están bien y es agradable trabajar con ellos pero hay un problema con ellos:
La salida realizada por DAC tiene armónicos que, según la hoja de datos, deben ser filtrados por un filtro de paso bajo.
No es un procedimiento complicado, pero necesito una amplitud de salida muy estable para un dispositivo médico. Como todos saben al filtrar, la salida cae en -20dB / década. Puede administrarse estableciendo la frecuencia de umbral más alta, pero tiene el inconveniente de los restos armónicos.
Mi pregunta: ¿Hay alguna manera de estabilizar la amplitud de salida? (¿Por el propio IC o componentes de salida adicionales como un amplificador)?
La salida antes de filtrar es así:
AD9850 y otros DDS: ¿Cómo estabilizar la ganancia de salida después del filtrado de paso bajo?
1 respuesta
Al principio, use un cristal de al menos 8 veces la frecuencia de salida máxima deseada, para proporcionar una mayor brecha entre el corte deseado y los armónicos generados por DDS:
El uso de un analizador de espectro le mostrará que el primer armónico de ruido grande está en crystal frequency / 2 . También me aparece un armónico menor con una frecuencia de salida de 2x, pero su amplitud es bastante cercana al piso de ruido.
Al aumentar la frecuencia del cristal a más de 4 veces la salida deseada, el primer gran armónico que permanece en crystal frequency / 2 proporciona mucho más espacio para la curva de atenuación de paso bajo.
Por lo tanto, para una frecuencia de salida máxima de 10 MHz, usaría un cristal de 80 MHz o preferiblemente un cristal de 160 MHz.
Una vez hecho esto, hay varias formas de tratar el requisito específico:
- Utilice Filtros LC en lugar de filtros RC para aumentar la atenuación del filtro (orden del filtro) para cada etapa del filtro.
- Utilice un filtro de paso bajo activo de 4.º u 8º orden que consta de varias etapas, para aumentar la atenuación por década. Consulte este documento para conocer algunas ideas: " Filtro Butterworth de 10 MHz que usa el amplificador operacional THS4001 "
- Use una etapa de seguimiento estricto de AGC (Control automático de ganancia) después de la salida, para mantener la frecuencia de salida en un nivel específico independientemente de la atenuación de la etapa del filtro, dentro de límites significativos, por supuesto.
Con un amplificador de voltaje controlado de banda ancha como Analog Devices AD600 / 602 , se pueden integrar dos etapas de AGC, ambas con una reducción a 35 MHz (inherente al IC), lo que proporciona un voltaje de señal de salida estable para frecuencias de hasta 35 MHz, al tiempo que atenúa el ruido de reloj de 40 MHz o superior aún más , más allá de las etapas precedentes de filtro paso bajo. Consulte la figura 37 de la hoja de datos para obtener un AGC preciso de CC al rango de frecuencia de interés:
El filtrado activo en varias etapas junto con un AGC parece ser la forma más sencilla de lograr una respuesta plana hasta la frecuencia deseada. Si mantiene las frecuencias de esquina de la etapa del filtro lo suficientemente más altas que la frecuencia de salida máxima deseada, el cambio de fase también será mínimo.