Tổ hợp số trực tiếp là kỹ thuật tổng hợp tần số DDS được nghiên cứu và phát triển nhất hiện nay. Thực tế trước đây DDS chỉ là một hiện tượng với rất ít ứng dụng, nhưng hiện nay nó trở thành một công cụ thiết kế quan trọng không thể thiếu được đối với người thiết kế các hệ thống đòi hỏi độ chính xác cao và tốc độ thay đổi tần số nhanh. Tổ hợp số trực tiếp (DDS) là một kỹ thuật điều khiển dưới dạng số và tạo ra nguồn tần số tương tự dựa trên một tần số đồng hồ chuẩn. Phương pháp này tạo ra độ chính xác tần số cao, độ ổn định của tần số theo nhiệt độ và thời gian là rất cao, dải điều chỉnh tần số rộng, tốc độ điều chỉnh tần số rất nhanh. Ta cũng có thể đơn giản là tổ hợp tần số trực tiếp là tạo ra một dải tín hiệu điều hòa có độ ổn định và độ chính xác cao.
Tổ hợp tần số trực tiếp là phương pháp THTS mới nhất, nó ứng dụng kỹ thuật số trong việc tạo ra dải tần tổ hợp. Cơ sở của phương pháp này là dựa trên định luật Kotenikov. Nội dung của định luật là: “Nếu tín hiệu có phổ hữu hạn, có tần số lớn nhất là fmax thì hoàn toàn có thể được xác định bởi những giá trị tức thời tại những thời điểm cách nhau những khoảng bằng nhau, khoảng cách này gọi là chu kỳ lấy mẫu (Tlm) thỏa mãn điều kiện: Tlm ≤ 1/(2fmax) hay flm ≥ 2fmax”. Sơ đồ khối tổng quát của tổ hợp tần số trực tiếp được thể hiện trên hình 2.6:
Từ hình vẽ ta thấy bộ tổ hợp tần số trực tiếp có hai đầu vào đó là: + Từ điều khiển pha ∆φ.
+ Tần số chuẩn fc. ∆φ.
Đầu ra của bộ tổ hợp tần số trực tiếp là tín hiệu tương tự hình sin có tần số là fout, mối quan hệ giữa tần số đầu ra và tần số đầu vào được thể hiện như sau: fout = N f c 2 φ ∆ (2.1)
Trong đó : N là số bit của điều khiển tần số đầu vào;
∆φ là từ điều khiển tần số đầu vào; fc là tần số chuẩn của đồng hồ. * Ưu điểm:
+ Tạo ra mạng tần số công tác rộng, bước tần nhỏ, độ ổn định tần số cao theo yêu cầu và khả năng của thiết bị
+ Có độ chính xác cao, độ bền và tuổi thọ lớn, khả năng tiêu thụ nguồn ít.
+ Với việc sản suất hàng loạt thì giá thành sản phẩm sẽ hạ, quá trình lắp ráp sẽ dễ dàng hơn, trọng lượng và kích thước nhỏ, gọn, có thể module hoá để thuận tiện khi sửa chữa và thay thế.
+ Độ sạch phổ cao. * Nhược điểm:
+ Một số phần tử chưa được vi mạch hoá nên khối lượng còn chưa được như mong muốn.
+ Một số vi mạch thường có giới hạn tần số công tác thấp.
+ Để điều chỉnh chính xác thì cần chọn tần số đưa vào bộ so pha nhỏ, khi đó hệ số chia phải lớn.
trực tiếp là thiết bị được điều khiển số bởi ∆φ đầu vào, thường sử dụng vi điều khiển hay DSP. Dữ liệu dưới dạng số được ghi vào khối tích lũy pha, mạch điều khiển sẽ được giải phóng để thực hiện các chức năng khác trong hệ thống. Kích thước bước nhảy tần của DDS được xác định bởi N:
∆f = fc N 2 1 (2.2)
Ví dụ nếu khối tổ hợp tần số trực tiếp có tần số clock chuẩn fc= 200 MHz và N = 32 thì kích thước bước nhảy tần của bộ tổ hợp tần số là 0.047 Hz. Đây chính là ưu điểm vượt trội của DDS so với PLL. Cụ thể phần tổng hợp số chính là phương pháp tối ưu được lựu chọn trong đề tài và được trình bày một cách rõ ràng hơn trong chương kế tiếp.
CHƯƠNG 3