3 周波数ホッピング手法の進化

現在、RF コンバータは DDC ごとに複数の NCO ワードで設計されており、NCO ワードの事前プログラミングが可能です。この革新的なアプローチでは、コンバータのメモリに複数の周波数値をプリロードすることで、より高速な周波数ホッピングを実現できます。高速周波数ホッピングの「高速」は、事前に計算された NCO ワードを格納するこの概念から来ています。

図 4に、ADC32RF55 の 48 ビット NCO レジスタ アドレスを NCO インデックスおよびワード インデックス別に示します。このデバイスにはレジスタ マップ ページングが実装されており、読み取りおよび書き込み操作からアクティブ ページに含まれていないレジスタをマスクできるため、チャネル A とチャネル B のアドレスは同じですが、周波数ワードは一意です。

ワードがプログラムされた後、どのように特定のワードを選択するのでしょうか。NCO ワードを変更するには、DDC 用に新しい NCO ワードを選択する必要があります。これには、SPI ピンまたは GPIO ピンを使用できます。表 1 に、アクティブな帯域数に応じて、ADC32RF55 で指定された DDC 用に個別のワードを選択する方法の例を示します。標準構成では、この ADC は DDC ごとに 4 つの一意の NCO ワードを備えていますが、シングルバンド モードでは、隣接する DDC の 4 つの NCO ワードからアクティブ NCO に供給することもできます。つまり、各チャネルの DDC は、事前にプログラムされた 8 つの NCO ワードにアクセスできます。

周波数ホッピングの実行に必要な時間は、コンバータによって異なります。一般的には、SPI 方式に必要な時間は、式 3 に示すように、7 回ではなく 1 回の SPI トランザクションの時間のみです。SPI 方式の速度は、SPI の最大クロック レートとシリアル データ転送に伴うオーバーヘッドによってさらに制限されます。式 4 に、同じ 20MHz SCLK を想定した場合にデバイスが NCO ワードの変更を開始するまでに必要な時間を示します。

これに対して、GPIO 方式は GPIO 入力の更新と同じ速度で実行できます。電圧がその High レベルまたは Low レベルのスレッショルドを超えると、NCO ワードの変更変化が開始します。

どちらの方法でも、デバイスが NCO ワードの変更を受信すると、内部 NCO ワードは即座に更新されます。ただし、デシメーション フィルタがすべての古い値をフラッシュする必要があるため、デシメーション係数に応じた若干の遅延が発生します。

表 2に 、ADC32RF55 でデシメーション フィルタを新しい NCO 周波数と混合したデータでフラッシュするために必要な時間を示します。

一般的に、周波数ホッピングは GPIO 方式の方が SPI 方式よりも高速です。これは、GPIO インターフェイスは本質的に並列であるためです。ただし、考慮事項が 1 つあります。GPIO ワード選択モードでは、アクティブなすべての DDC に同じワード インデックスが適用されます。DDC2 でワード 3 を使用している間、DDC1 でワード 1 を使用することはできません。GPIO インターフェイスは、すべての DDC を同じワード インデックスに設定します。

もう 1 つの方法である FRI では、特定のデバイス ピンを使用して、標準 SPI でサポートされている速度よりもはるかに高速なレートでデータを送信します。テキサス・インスツルメンツの DAC39RF12 のような一部のデバイスは、200MHz までの FRI 通信をサポートしており、アクティブな NCO ワードの選択に使用できます。