NEST086 September 2024 ADC32RF55 , DAC39RF12

3 跳頻技術的演進

RF 轉換器現在的設計為每個 DDC 具有多個 NCO 字，且可對 NCO 字預先編程。這種創新方法會將數個頻率值預先載入至轉換器記憶體中，進而實現更快速的跳頻。「快速跳頻」中的「快速」一詞，就是來自這種儲存預先計算之 NCO 字的概念。

圖 4 顯示 ADC32RF55 依 NCO 索引和字索引的 48 位元 NCO 暫存器地址。儘管通道 A 和 B 的位址相同，但是頻率字是唯一的，因為此裝置實作了暫存器映射分頁，這會對未包含在啟用頁面中的暫存器進行遮罩，以免受到任何讀取和寫入操作。

圖 4 ADC32RF55 依通道和 NCO 索引的 NCO 字位址。

現在已經對字進行編程，那麼要如何實際選擇特定的字呢？若要變更 NCO 字，只需要為 DDC 選擇新的 NCO 字即可，而此作業可透過 SPI 或 GPIO 針腳執行。表 1 顯示的範例說明了如何根據啟用頻帶的數量，為 ADC32RF55 中的指定 DDC 選擇個別的字。在標準配置中，此 ADC 的每個 DDC 都有四個唯一的 NCO 字；但是在單頻帶模式中，鄰近 DDC 的四個 NCO 字也可供應至啟用的 NCO，這代每個通道的 DDC 都可存取八個預先編程的 NCO 字。

表 1 在 ADC32RF55 上依 NCO 索引選擇 NCO 字。

頻帶數量	ADDR	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1
單	0x3B	0	0	0	0	NCO2 CHA[1:0]	0	NCO1 CHA[1:0]
	0x41	0	0	0	0	NCO2 CHB[1:0]	0	NCO1 CHB[1:0]
雙	0x3B	0	0	0	0	NCO2 CHA[1:0]		NCO1 CHA[1:0]
	0x41	0	0	0	0	NCO2 CHB[1:0]		NCO1 CHB[1:0]
四	0x3B	NCO4 CHA[1:0]		NCO3 CHA[1:0]		NCO2 CHA[1:0]		NCO1 CHA[1:0]
	0x41	NCO4 CHB[1:0]		NCO3 CHB[1:0]		NCO2 CHB[1:0]		NCO1 CHB[1:0]

執行跳頻所需的時間會因轉換器而異。通常，SPI 方法的所需時間為單一 SPI 事務的持續時間，而不是如方程式 3 中的七個事務。SPI 的最大時脈速率，以及與序列資料傳輸相關的負擔，會進一步限制 SPI 方法的速度。假定為相同的 20MHz SCLK，方程式 4 顯示了裝置起始 NCO 字變更前的所需時間：

方程式 4.

t_{h o p} = \frac{1}{20 \times 10^{6} (H z)} \times 1 (t r a n s a c t i o n) \times \frac{24 (b i t s)}{(t r a n s a c t i o n)} = 1.2 µ s

相較之下，GPIO 方法的速度則可跟更新 GPIO 輸入的速度一樣快。一旦電壓超過其高位準或低位準閾值，就會開始變更 NCO 字。

無論是哪一種方法，裝置在接收到 NCO 字變更後，內部 NCO 字都會立即更新；不過，降頻濾波器必須刷新所有舊值，因此會因降取係數而導致延遲增加。

表 2 顯示 ADC32RF55 利用與新 NCO 頻率混合的資料來刷新其降頻濾波器的所需時間。

表 2 ADC32RF55 的降頻濾波器刷新時間。

降頻設定	NCO 切換時間
/4	~250ns
/8	~350ns
/16	~600ns
/32	~1μs
/64	~2μs
/128	~4μs

一般來說，GPIO 方法是比 SPI 方法更快的跳頻方法，這是因為相對於序列介面，GPIO 介面的本質具有並行層面。但是需要考量一項因素：在 GPIO 字選擇模式下，會將相同的字索引套用至所有啟用的 DDC。因此裝置無法在 DDC2 上使用字 3 時，於 DDC1 上使用字 1；GPIO 介面會將所有 DDC 設定為相同的字索引。

另一種方法 FRI 則會以比標準 SPI 支援快上許多的速度，透過特定裝置針腳傳送資料。如 TI DAC39RF12 等部分裝置可支援最高 200MHz 的 FRI 通訊，而您可用其來選擇啟用的 NCO 字。