AD9914数字斜坡模式使用

在数字斜坡调制模式中，调制的DDS信号控制参数由数字斜坡发生器(DRG)直接提供。

1，通过控制斜坡发生参数，用户可以控制斜坡的上升和下降斜率。

2，DRG的斜坡特性参数可完全编程。包括：可以通过编程实现控制斜坡的上限值,下限值,，正/负斜率斜坡的步长和步率单独控制。斜坡方向由DRCTL引脚控制。此引脚上逻辑0可使DRG生成负斜率斜坡，逻辑1产生正斜率斜坡。另外，DRG还支持由DRHOLD引脚控制的保持功能。当此引脚设为逻辑1时，DRG停留在最后的状态中；否则，DRG会正常工作。非DRG目的位定义的DDS信号控制参数取自有效profle。

3，斜坡方向(上升或下降)通过DRCTL引脚外部控制。

用户使用DRHOLD附加引脚还能保持斜坡发生器的当前状态。

幅度控制必须通过CFR1寄存器中的OSK使能位开启。
直接数字频率合成器(DDS)模块产生参考信号(正弦或余弦取决于使能正弦输出位0x00[16])。

4，DDS信号的相对相位通过16位的相位偏移字(POW)来控制。相位偏移在DDS内核角度幅度转换模块之前产生。相对相位偏移(Δθ)可由以下公式计算：其中：上部相位偏移值的单位是弧度，下部单位是度数。

对于任意给定的Δθ，可利用上述公式求出POW，再将结果四舍五入即可(方法与计算任意FTW类似)。

DDS信号的相对幅度范围(相对于满量程)可由12位幅度比例因子(ASF)进行数字化控制。幅度范围值在DDS内核角度幅度转换模块输出时产生。幅度范围的计算公式为：

5，DRG斜率控制

控制DRG的主要是数字斜坡使能位(0x01[19])。禁用该位后，DRG其他的输入控制会被忽略，内部时钟关闭节能。

其中：P和N是保存在32位数字斜坡率寄存器中的两个16位数值，用于控制步进间隔。N指负斜率斜坡的步进间隔。P 指正斜率斜坡步进间隔。用STEPN或 STEPP替换下列公式中的M，可以计算实际频率、相位和幅度步长：

相位和幅度步长公式计算的结果是平均步长。虽然步长累加精度可达32位，相位和幅度分别只用到16位或12位。因此，实际相位或幅度步长会根据目的控制位将累加的32位值截取为16位或12位结果。步进间隔由16位可编程定时器控制。有三种情况会造成定时器超时前重载。第一种情况是数字斜坡使能位由0变为1，随后进行I/O更新。第二种情况是DRCTL引脚状态发生改变。第三种情况是在I/O更新位中加载LRR (0x00[15])。

6，正常斜坡发生

正常斜坡发生指两个非驻留位全部清0(详情请参见“非驻留斜坡发生”部分)。在图38中，给出了一个斜坡波形例子及其所需控制信号：最上面的图线为DRG输出；下一条图线是DROVER输出引脚状态(假定DRG过输出使能位已设置)；剩余轨迹为控制位和控制引脚；另外，相关斜坡参数也予以了标注(上下限值、步长和正负斜率斜坡的Δt)。在图的底部，带圆圈数字标明了各种具体事件。不同数字编号表示的事件(事件1，等等)，将在下面的段落进行说明。

module   DRG_ctrl_mod(
   input           sys_clk,
   input            sys_rst_n,

   output   reg       DRCTL,
   output   reg       DRHOLD,
   input           DROVER,

   input           DRG_working_flag,
   input           DRG_reset_flag         //高电平复位DRG控制逻辑，DRG工作停止

   );
   reg [7:0]       DRG_ctrl_state;

always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
begin
   if((!sys_rst_n)||DRG_reset_flag)//复位
       begin
           DRCTL           <=   1'b0;
           DRHOLD           <=   1'b0;
           DRG_ctrl_state   <=   8'b0;
       end
   else
       case(DRG_ctrl_state)
           8'h00:begin//空闲
               DRCTL           <=   1'b0;
               DRHOLD           <=   1'b0;
               if(DRG_working_flag)
                   begin
                       DRG_ctrl_state   <=   8'h01;
                   end
           end
           8'h01:begin//开始正向扫描
               if(DROVER)begin//正向扫描到上限
                   DRG_ctrl_state   <=   8'h02;
                   DRCTL           <=   1'b0;
               end
                else begin
                     DRCTL           <=   1'b1;
                     DRHOLD         <= 1'b0;
                end
           end
           8'h02:begin//开始反向扫描
               if(DROVER)begin//反向扫描到下限
                   DRG_ctrl_state   <=   8'h00;
               end
               else begin
                    DRCTL           <=   1'b0;
                    DRHOLD           <=   1'b0;
               end
           end
           default: begin
               DRCTL           <=   1'b0;
               DRHOLD           <=   1'b0;
               DRG_ctrl_state   <=   8'b0;
           end

       endcase
end
endmodule

7，非驻留斜坡发生

CFR2中的非驻留高位和非驻留低位(0x01[18:17])增大了DRG的应用灵活性。在正常斜坡发生过程中，当DRG输出达到编程设定的上限值或下限值时，如果工作参数不发生变化，DRG会始终保持该限值输出。不过，在非驻留操作中，DRG输出不一定保持在上下限值。例如，设置数字斜坡非驻留高位，则当达到上限值时，DRG会自动(立即)跳到下限值(这一过程并非以斜坡方式返回下限值，而是直接跳至下限值)。类似的，数字斜坡非驻留低位置1后，当DRG达到下限值时，DRG会自动(立即)跳到上限值。在非驻留操作期间，仅监控DRCTL引脚的状态变化；也就是说，静态逻辑电平不会产生影响。
在非驻留高位操作期间，DRCTL引脚正向转换时，会启动正斜率斜坡，在达到上限值之前会始终以正斜率斜坡输出(不受任何DRCTL引脚活动影响)。在非驻留低位操作期间，DRCTL引脚负向转换时，会启动负斜率斜坡，在达到下限值之前会始终以负斜率斜坡输出(不受任何DRCTL引脚活动影响)。设置两个非驻留位会调用连续斜坡运行模式；也就是说，DRG通过编程斜率参数自动在两个限值之间振荡输出。另外，DRCTL引脚功能也略有不同。由原来控制斜坡序列初始化变成只改变斜坡方向；也就是说，当DRG输出处于正斜率斜坡中间时，DRCTL引脚从逻辑1变成逻辑0，那么DRG会立即切换成负斜率参数，恢复在两个限值之间振荡输出。类似的，如果DRG输出处于负斜率斜坡中间，DRCTL引脚由逻辑0变为逻辑1，那么DRG会立即切换成正斜率参数，恢复在两个限值之间振荡输出。当两个非驻留位同时设置时，每次DRG输出达到编程设定的上限值或下限值后(假定DRG过输出使能位(0x01[13])已设置)，DROVER信号会产生一个正脉冲(两个DDS时钟周期)。

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