Si5251Aその１１（位相制御）

　秋が日に日に深まっています。家の中にいる時間が増えてきました。

　久しぶりにArduino UNOを引っ張り出してきて、実験を始めました。

　まず、昨年12月にやっていた３チャンネルクロックジェネレータSi5351Aの実験の続きです。

　出力の位相を制御する実験です。昨年は、これがあまりよく分からなかったのですが、JA2GQP局のブログとそこで紹介されているTj Labのサイトを見て、ようやく理解できました。

　Si5351Aの位相制御（遅延制御）は、レジスタ」165(CLK0),166(CLK1),167(CLK2)のbit4～bit0の値で行います。

　その値は、次の式で与えられます。（マニュアルAN619 p10より）

　CLKx_PHOFF[4:0] = Round(Desired Offset (sec) × 4 × Fvco)　　（FvcoはPLLの周波数）

　設定値をN,遅延時間をtdと書くと

　N = td * 4 * Fvco　・・・(1)　（ 0<= N <=127 ）となります。

　CLK1をCLK0に対して位相を９０度遅らせる実験を行います。

　位相を90度遅らせるということは、出力信号の周期をTとするとT/4遅らせることです。

　出力の周波数をFoutとするとT=1/Foutですから

　td = 1/(4*Fout)　・・・(2)

 (2)を(1)に代入すると

　N = 1/(4*Fout) * 4 Fvco = Fvco/Fout　となります。

　つまり、Fvco/Foutの値をレジスタ165～167にセットすれば良いことになります。

　具体的に実験します。

　当ブログのSi5351その９（マルチチャンネル化の実験）のプログラムを利用します。

　Fvco=PLL周波数は900MHｚとし、Fout=10MHzとするとN=900/10 = 90　となります。

　スケッチの中では、dividerの値になります。

まず、

#define CLK0_PHOFF 165
#define CLK1_PHOFF 166

を加えて、setup()を次のように書き換えます。

void setup(){
  Wire.begin(); // Arduino is Master
  Si5351_init(); //Si5351 initialize
 
//PLLAのセット 900MHz,CLK0=10MHz
  frequency = 10000000;
  divider = 900000000 / frequency;
  if (divider % 2) divider--;
  PLL_Set('A',frequency,divider);

//CLK0の設定
  Si5351_write(CLK0_CTRL,0x4C); //CLK0 Sorce PLLA
  MS_Set(0,divider);
  Si5351_write(CLK0_PHOFF,0);//CLK0 delay 0
 
//CLK1の設定
  Si5351_write(CLK1_CTRL,0x4C); //CLK1 Sorce PLLA
  MS_Set(1,divider);
  Si5351_write(CLK1_PHOFF,divider);//CLK1 delay T/4 (90degree)
 
  Si5351_write(PLL_RESET,0xA0); //Reset PLLA and PLLB
}

　最初、PLL Resetをしないで実験をしたら、位相が変わりませんでした。

　CLK0,CLK1の設定の後、PLLをリセットしたら、位相が変わりました。

　CLK0（青）とCLK1（赤）の出力波形です。

　確かに、90度（4分の１周期）ずれています。ただ、矩形波が出力されるはずなのですが、私のpico scopeが上限10MHzですので、波形がなまっているかもしれません。

　接続回路図です。

　なお、以上をまとめて、JH7UBCホームページにも掲載する予定です。