সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর: আর্কিটেকচার, কাজ এবং এর প্রয়োগ

একটি ডিএসপি সিস্টেমের সাইনোসয়েডাল তরঙ্গরূপ বা অন্যান্য পর্যায়ক্রমিক তরঙ্গরূপ প্রজন্মের প্রয়োজন। এই তরঙ্গ গঠনের জন্য ব্যবহৃত একটি পদ্ধতির মধ্যে প্রধানত ' NCOs (সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর) জড়িত, যেখানে একটি ডিজিটাল সঞ্চয়কারীকে একটি সাইন LUT (লুকআপ টেবিল) এ ঠিকানা তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়। সফ্টওয়্যার এবং হার্ডওয়্যার উভয় ক্ষেত্রেই সিস্টেমটি খুব সাধারণ। সুতরাং এটি আউটপুটের মধ্যে একটি ধ্রুবক ফেজ সম্পত্তি বজায় রাখার সময় উত্পন্ন তরঙ্গরূপের তাত্ক্ষণিক ফ্রিকোয়েন্সি/ফেজের মধ্যে তাত্ক্ষণিক পরিবর্তনের অনুমতি দেয়। একবার এটি একটি সঙ্গে অন্তর্ভুক্ত করা হয় DAC একটি এনালগ o/p তরঙ্গরূপ তৈরি করতে, তারপর সিস্টেমটি DDS বা ডাইরেক্ট ডিজিটাল সিন্থেসাইজার নামে পরিচিত। তাই এই নিবন্ধটি একটি ওভারভিউ আলোচনা সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর বা এনসিও - অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা।

একটি সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর কি?

একটি সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর হল একটি ডিজিটাল সিগন্যাল জেনারেটর যা একটি সিঙ্ক্রোনাস, বিচ্ছিন্ন-সময় এবং বিচ্ছিন্ন-মূল্যবান তরঙ্গরূপ তৈরি করে যা সাধারণত সাইনোসয়েডাল যেখানে সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি বা ফেজ ডিজাইনে নিয়ন্ত্রিত হয়। এই অসিলেটরগুলিকে প্রায়শই আউটপুটে একটি DAC (ডিজিটাল-টু-অ্যানালগ রূপান্তরকারী) এর সাথে সরাসরি ডিডিএস বা ডিজিটাল সিন্থেসাইজার তৈরি করতে একত্রিত করা হয়। নির্ভুলতা, তত্পরতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং স্থিতিশীলতার ক্ষেত্রে এনসিও অন্যান্য ধরণের অসিলেটরগুলির তুলনায় অনেক সুবিধা প্রদান করে। সুতরাং, ক্লাস ডি অডিও অ্যামপ্লিফায়ার, টোন জেনারেটর, আলো নিয়ন্ত্রণ, ফ্লুরোসেন্ট ব্যালাস্ট এবং রেডিও-টিউনিং সার্কিটগুলি সমস্ত NCO থেকে উপকৃত হয়৷ রাডার সিস্টেম, ডিজিটাল পিএলএল, রেডিও সিস্টেম, ড্রাইভার মাল্টিলেভেল PSK/ এর মতো বিভিন্ন যোগাযোগ ব্যবস্থায় একটি সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর ব্যবহার করা হয়। এফএসকে modulators বা demodulators, এবং আরো অনেক।

বৈশিষ্ট্য

সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটরগুলির বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি

এনসিও দ্বারা উত্পন্ন আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি বেশি যা প্রধানত না এর উপর নির্ভর করে। যেমন বিট; একটি 20-বিট আকার 32 MHZ পর্যন্ত উৎপন্ন করে, তবে, একটি 16-বিট আকার মাত্র 500 KHz উৎপন্ন করতে পারে।

নমনীয় আউটপুট

এনসিওর আউটপুট একটি স্থিতিশীল ডিউটি ​​চক্রে সেট করা যেতে পারে অন্যথায় একটি পালস-ফ্রিকোয়েন্সি ফর্মে।

লো-পাওয়ার স্লিপে কাজ করে

সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর স্লিপ মোডের মধ্যে চলতে পারে এবং এটি CPU থেকে স্বাধীন।

বেশ কিছু ঘড়ির উৎস

সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর একটি নম্বর ব্যবহার করতে পারে। অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক উভয় ঘড়ির উৎস।

এন-বিট টাইমার/কাউন্টার কার্যকারিতা

সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটরটি একটি নতুন কাজের মোডের মধ্যে একটি সাধারণ-উদ্দেশ্য 20-বিট টাইমার/ কাউন্টারের মতো ব্যবহার করা যেতে পারে।

এনসিও অসিলেটর আর্কিটেকচার

সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর আর্কিটেকচার নীচে দেখানো হয়েছে। এই আর্কিটেকচারে দুটি প্রধান অংশ রয়েছে PA (ফেজ অ্যাকিউমুলেটর) এবং PAC (ফেজ-টু-এম্পলিটিউড কনভার্টার)।

একটি ফেজ অ্যাকিউমুলেটর প্রতিটি CLK নমুনায় তার আউটপুটে রাখা মানের সাথে একটি ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ মান যোগ করে। একটি ফেজ থেকে প্রশস্ততা রূপান্তরকারী একটি সংকেত লুক-আপ টেবিলে একটি সূচকের মতো ফেজ সঞ্চয়কারীর আউটপুট শব্দের সাথে একটি ম্যাচিং প্রশস্ততার নমুনা প্রদান করে। কখনও কখনও, নির্ভুলতা বাড়ানোর পাশাপাশি ফেজের ত্রুটির শব্দ কমাতে LUT-এর সংমিশ্রণে ইন্টারপোলেশন ব্যবহার করা হয়। সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর সফ্টওয়্যারে, গাণিতিক পদ্ধতি যেমন পাওয়ার সিরিজগুলি ফেজকে প্রশস্ততায় অনুবাদ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

একবার ক্লক করা হলে, PA বা ফেজ অ্যাকিউমুলেটর কেবল একটি মডুলো 2^N sawtooth সংকেত তৈরি করে তারপর এটি PAC (ফেজ থেকে প্রশস্ততা রূপান্তরকারী) এর মাধ্যমে একটি নমুনাযুক্ত সাইনুসয়েডে পরিবর্তিত হয়। এখানে 'N' হল নং। ফেজ অ্যাকিউমুলেটরের মধ্যে বাহিত বিটের।

'N'-এর মতো বহন করা বিটের সংখ্যা অসিলেটরের ফ্রিকোয়েন্সি রেজোলিউশন সেট করে এবং সাধারণত সংখ্যার তুলনায় অনেক বেশি। PAC লুক-আপ টেবিলের মেমরি স্পেস বর্ণনা করে বিটগুলির।

যদি ফেজ থেকে প্রশস্ততা রূপান্তরকারীর ক্ষমতা 2^M হয়, তাহলে উপরের চিত্রে দেখানো হিসাবে ফেজ অ্যাকুমুলেটরের আউটপুট শব্দটি M-বিটে হ্রাস করা উচিত। কিন্তু, এই বিটগুলি ইন্টারপোলেশনের জন্য ব্যবহার করা হয়। ফেজ আউটপুট শব্দ হ্রাস ফ্রিকোয়েন্সি সঠিকতা পরিবর্তন করে না কিন্তু এটি একটি সময়-পরিবর্তিত পর্যায়ক্রমিক ফেজ ত্রুটি উৎপন্ন করে জাল পণ্যের প্রধান উৎস।

CLK ফ্রিকোয়েন্সি আপেক্ষিক ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভুলতা শুধুমাত্র ফেজ গণনা করার জন্য ব্যবহৃত গণিতের নির্ভুলতা দ্বারা সীমাবদ্ধ। কারণ সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটরগুলি ফেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি সচেতন এবং উপযুক্ত নোডে সমষ্টি দ্বারা ফ্রিকোয়েন্সি-মডুলেটেড বা ফেজ-মডুলেটেড আউটপুট তৈরি করতে সামান্য পরিবর্তন করা যেতে পারে, অন্যথায় চতুর্ভুজ আউটপুট দিন।

একটি সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর কিভাবে কাজ করে?

এনসিও মডিউল একটি আউটপুট সংকেত তৈরি করতে একটি সঞ্চয়কারীর ওভারফ্লো ব্যবহার করে। সুতরাং, সঞ্চয়কারীর ওভারফ্লো শুধুমাত্র একটি একক CLK সংকেতের পরিবর্তে একটি পরিবর্তনযোগ্য বৃদ্ধির মানের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রণ করেছে। এটি একটি সাধারণ টাইমার-চালিত কাউন্টারের উপর একটি সুবিধা প্রদান করে যাতে বিভাজনের ডিগ্রি সীমিত প্রিসকেলার বা পোস্টস্কেলার ডিভাইডার মান দ্বারা পরিবর্তিত হয় না। সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে খুব দরকারী যেখানে ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভুলতা এবং একটি নির্দিষ্ট ডিউটি ​​চক্রে চমৎকার রেজোলিউশন প্রয়োজন।

সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর কেবলমাত্র একটি সঞ্চয়কারীতে ঘন ঘন একটি নির্দিষ্ট মান যোগ করে কাজ করে। সুতরাং, ইনপুট CLK হারে সংযোজন ঘটবে। কখনও কখনও, সঞ্চয়কারী একটি বহনের মধ্য দিয়ে উপচে পড়বে, যা কাঁচা NCO-এর আউটপুট। এটি সঞ্চয়কারীর সর্বোচ্চ মানের সাথে অন্তর্ভুক্ত মানের অনুপাতের মাধ্যমে দক্ষতার সাথে ইনপুট CLK হ্রাস করে।

আরও, এনসিওর আউটপুট কেবল নাড়ি প্রসারিত করে পরিবর্তন করা যেতে পারে। এর পরে, NCO-এর পরিবর্তিত আউটপুট অভ্যন্তরীণভাবে অন্যান্য পেরিফেরালগুলিতে বিতরণ করা হয় এবং ঐচ্ছিকভাবে একটি ইনপুট/আউটপুট পিনে আউটপুট দেওয়া হয়। সঞ্চয়কারীর ওভারফ্লো একটি বাধা সৃষ্টি করতে পারে।

গড় ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করতে NCO সময়কাল পৃথক ধাপে পরিবর্তিত হয়। তাই এই আউটপুট মূলত অনিশ্চয়তা কমাতে এনসিও-র আউটপুট গড় করার জন্য রিসিভিং সার্কিটের ক্ষমতার উপর নির্ভর করে।
NCO মডিউলের ওভারফ্লো প্রধানত নিম্নলিখিত সূত্রের উপর নির্ভর করে
সঞ্চয়কারীর ওভারফ্লো রেট = সঞ্চয়কারীর ওভারফ্লো মান/ইনপুট CLK ফ্রিকোয়েন্সি + ইনক্রিমেন্ট মান।

একটি ফেজ সঞ্চয়কারী কি?

এটি একটি মডুলো-এন কাউন্টার যাতে 2^N ডিজিটাল শর্ত রয়েছে যা সিস্টেমের প্রতিটি ঘড়ি ইনপুট সংকেতের জন্য বৃদ্ধি করা হয়। বৃদ্ধির আকার প্রধানত টিউনিং শব্দ মানের উপর নির্ভর করে এবং সঞ্চয়কারীর যোগকারী পর্যায়ে M প্রয়োগ করা হয়। টিউনিং শব্দটি ধাপের আকারে কাউন্টার ইনক্রিমেন্টগুলিকে সহজভাবে ঠিক করে।

এনসিও অসিলেটরের সুবিধা

সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর সুবিধাগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

• একটি সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর স্থায়িত্ব, নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতার ক্ষেত্রে অন্যান্য অসিলেটর প্রকারের তুলনায় অনেক সুবিধা প্রদান করে।
• এই অসিলেটরগুলির একটি নমনীয় আর্কিটেকচার রয়েছে তাই তারা সহজেই অন-দ্য-ফ্লাই ফ্রিকোয়েন্সি বা ফেজের মতো প্রোগ্রামযোগ্যতাগুলিকে অনুমতি দেয়।
• সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর অন্যদের তুলনায় বেশ কিছু সুবিধা প্রদান করে অসিলেটর ধরনের তত্পরতা, নির্ভুলতা, স্থিতিশীলতা এবং নির্ভরযোগ্যতার পরিপ্রেক্ষিতে।
• NCO-এর সুবিধাগুলি ডিজাইনারদের দ্রুত বোর্ড ডিজাইন করতে, পাওয়ার খরচ কমাতে, বোর্ড রিয়েল এস্টেটের জায়গা বাঁচাতে এবং খরচ কমাতে দেয়।

এনসিও অসিলেটর ব্যবহার করে

সংখ্যাগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটরগুলির অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

• সাংখ্যিকভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর প্রযোজ্য যেখানে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভুলতা, রৈখিক ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ এবং একটি নির্দিষ্ট ডিউটি ​​চক্রে চমৎকার রেজোলিউশন প্রয়োজন যেমন ব্যালাস্ট এবং আলো নিয়ন্ত্রণ, অনুরণিত পাওয়ার সাপ্লাই এবং টোন জেনারেটর।
• এনসিও হল সাধারণ ডিজিটাল সার্কিট যা রেট কনভার্সন, ফ্রিকোয়েন্সি সংশ্লেষণ এবং CLK জেনারেশনের মতো টাইমিং অ্যাপ্লিকেশনের বিস্তৃত পরিসরে ব্যবহার করা হয়।
• একটি এনসিও প্রধানত সাইন, কোসাইন, এলএফএম বা লিনিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেটেড, এসওসি-তে গাউসিয়ানের মতো অন-চিপ প্রধান সংকেত তৈরির জন্য ব্যবহৃত হয়।
• এনসিও মডিউল হল একটি টাইমার যা একটি সঞ্চয়কারীর ওভারফ্লো ব্যবহার করে একটি আউটপুট সংকেত তৈরি করে।
• রেডিও-টিউনিং সার্কিট, কন্ট্রোলিং লাইটিং, ফ্লুরোসেন্ট ব্যালাস্ট, টোন জেনারেটর এবং ক্লাস-ডি অডিও অ্যামপ্লিফায়ারের প্রয়োগে এগুলি খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
• ডিডিএস (সরাসরি ডিজিটাল সিনথেসাইজার) ডিজাইন করতে এগুলি প্রায়শই ও/পি-তে একটি DAC-এর সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়।
• এটি একটি ডিজিটাল ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেটর, যা একটি অসিলেটরের একটি সশব্দ i/p সংকেত পরিষ্কার করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
  এটি একটি লিনিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি প্রোগ্রামেবল জেনারেটর যা 32 মেগাহার্টজ পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

এইভাবে, এই সব সম্পর্কে একটি সাধারণভাবে নিয়ন্ত্রিত অসিলেটরের একটি ওভারভিউ যা প্রতিটি ইনপুট ক্লক সিগন্যালের ক্রমবর্ধমান প্রান্তে একটি অভ্যন্তরীণ সঞ্চয়কারীতে একটি ইনক্রিমেন্ট অন্তর্ভুক্ত করে কাজ করে। সুতরাং, এনসিওর আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি সংখ্যার সমানুপাতিক। চক্রের এটি সঞ্চয়কারীকে উপচে পড়ার জন্য পায়। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, একটি অসিলেটর কি?