周波数スイープモードとは何ですか？

波形ジェネレータには、振幅変調 (AM)、位相変調 (PM)、スイープ周波数変調など、さまざまな変調技術が組み込まれています。下のグラフでは、位相ステップ (周波数) と傾斜位相の両方が描かれており、2 つのモードの違いを示しています。単一周波数モードでは、位相ステップは一定のままで、位相カウンタは位相ステップのサイズだけ増加し、1 次関数に似ています。一方、スイープ周波数変調では、スイープ期間中、位相ステップが初期値から最終周波数まで徐々に増加します。この期間中、位相ステップと位相カウンタの両方が増加し、2 次関数になります。

次の図は、生成された位相に対応する正弦波をプロットしたものです。オレンジ色の線（スイープモード）の周波数が時間の経過とともに徐々に増加していることがわかります。

最小スイープ周波数分解能はどれくらいですか?

理想的なシナリオでは、スイープ周波数分解能は位相ステップの最小分解能によって決まります。ただし、内部位相カウンタの精度が波形発生器の位相カウンタの精度と一致しない場合は、この原則は当てはまりません。

Moku:Proの内部位相カウンターは、波形ジェネレーターの位相カウンターよりも高いビット幅を誇り、その結果、シングルトーン連続波形の最小周波数ステップと周波数スイープ モードで観測可能な最小周波数ステップの間に不一致が生じます。この不一致は切り捨てられたビットに起因し、位相に量子化エラーが発生し、生成される出力波形に影響を与える可能性があります。

内部位相カウンタはナノヘルツ (nHz) を超える高精度を実現しますが、非常に短い間隔で精度の低い位相カウンタを増分するときに問題が発生する場合があります。その結果、出力波形は、1 秒未満の期間の nHz 周波数ステップによって引き起こされる位相変化を効果的にキャプチャできない場合があります。短いスイープ期間では、内部位相カウンタは正確に増分しますが、小さな位相ステップでは、波形ジェネレータ位相カウンタの最下位ビット (LSB) に顕著な変化が生じない場合があります。

最悪のシナリオでは、シングル スイープ モードで 1 ミリ秒 (ms) のスイープ期間の場合、出力波形に位相変化を導入するために必要な最小周波数ステップ サイズは 4 マイクロヘルツ (uHz) よりも良好です。ただし、ほとんどのシナリオ、特にスイープ期間が 1 秒を超えるシナリオでは、最小周波数ステップ サイズは 1 nHz よりも良好であることが予想されます。

位相カウンターの解像度が異なるのはなぜですか?

信頼性の高い最小周波数分解能を確保するには、高サンプリング レート デバイスで位相カウントに十分なビット幅が必要です。たとえば、1 MSa/s DAC では 1 Hz 信号を生成するために少なくとも log₂(1,000,000) = 20 ビットが必要ですが、300 MSa/s デバイスでは同じタスクに 29 ビットが必要です。Moku Moku:Pro 60 ビットを超える非常に大きなビット幅を誇り、1 uHz 未満までの正確な周波数分解能を実現します。

内部位相カウンタを切り捨てて WaveGen 位相カウンタと一致させるという決定は、16 ビットの解像度を持つMokuのデジタル - アナログ コンバータ (DAC) の解像度制限から生じます。16 ビットの DAC は、2^16 の異なる電圧振幅しか生成できません。したがって、WaveGen 位相カウンタに余分なビットを追加しても、出力波形の解像度をさらに高めることはできません。したがって、WaveGen 位相カウンタのビット幅を制限することは、波形生成に対するより効率的なアプローチであることがわかります。