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RedPitaya: ASGで知っておくべき「周期内サイクル数」「繰り返し回数」「遅延時間」の違いと役割

Red Pitayaの任意波形発生器(ASG)を使う際、波形生成の設定として「周期内サイクル数」「繰り返し回数」「遅延時間」という3つのパラメータが登場します。一見似たように見えるこれらのパラメータですが、それぞれ異なる目的で使用され、波形生成の挙動を詳細に制御する役割を持っています。本記事では、この3つのパラメータの違いと役割を初心者にもわかりやすく解説します。


1. 周期内サイクル数(ncyc

**周期内サイクル数(ncyc)**は、波形データを1回の波形出力で何周期生成するかを指定するパラメータです。

役割

1回の波形生成中に、波形データを繰り返す回数を制御します。波形データを複数回繰り返すことで、特定の長さの波形を作ることができます。

設定の例

  • ncyc = 1: 波形データを1周期分だけ出力します。
  • ncyc = 10: 波形データを10周期分繰り返して出力します。

使用例

  • 短いパルスを生成する場合は、ncyc を小さく設定します。
  • 長い一定の波形を出力する場合は、ncyc を大きく設定します。

2. 繰り返し回数(rnum

繰り返し回数(rnum)は、波形全体の繰り返し回数を指定するパラメータです。

役割

1回の波形出力が完了した後に、波形全体を繰り返す回数を制御します。波形と波形の間に遅延時間(rdly)を挟むことも可能です。

設定の例

  • rnum = 1: 波形を1回だけ出力します。
  • rnum = 5: 波形を5回繰り返して出力します。

使用例

  • 繰り返し回数を指定することで、パルス列やトレイン波形を作成することができます。

3. 遅延時間(rdly

遅延時間(rdly)は、波形の繰り返し間隔を制御するパラメータです。

役割

繰り返し回数(rnum)を設定した際に、波形と波形の間に指定した時間分の遅延を追加します。遅延時間はDACのクロック周波数に基づいて設定します。

設定の例

  • rdly = 0: 波形を連続して繰り返します(遅延なし)。
  • rdly = 250000: 1ms(DACクロック250MHzの場合)の遅延を挿入します。

使用例

  • パルスの間隔を調整して、トリガ信号に応じた動作をシミュレーションできます。

3つのパラメータの違いを具体例で解説

シナリオ1: 1周期の波形を10回連続で出力

  • 設定例:
    • ncyc = 1(1周期の波形)
    • rnum = 10(10回繰り返す)
    • rdly = 0(遅延なし)
  • 結果: 波形が途切れることなく10回連続で出力されます。

シナリオ2: 5周期の波形を3回繰り返して、間に1msの遅延を挿入

  • 設定例:
    • ncyc = 5(1出力で5周期の波形を生成)
    • rnum = 3(3回繰り返す)
    • rdly = 250000(1msの遅延)
  • 結果: 波形データが5周期分出力された後、1msの遅延を挟み、これを3回繰り返します。

波形生成の挙動を視覚化

パラメータ設定例動作内容
ncyc31回の波形出力で3周期の波形を生成
rnum2波形全体を2回繰り返す
rdly500000繰り返し間に2msの遅延を挿入(DACクロック250MHzの場合)

上記の設定では、次のような挙動になります:

  1. 波形データを3周期分出力。
  2. 2msの遅延を挿入。
  3. 再度3周期分の波形を出力。
  4. 完了。

3つのパラメータの役割のまとめ

パラメータ説明目的
ncyc波形データの1出力内での繰り返し回数波形の長さを制御する
rnum波形全体を何回繰り返すか繰り返し回数を制御する
rdly波形と波形の間に挿入する遅延時間繰り返し間隔を制御する

実際の応用例

  • 短いトレイン波形を生成:
    • 目的: 1周期の波形を10回繰り返してパルス列を生成。
    • 設定: ncyc = 1, rnum = 10, rdly = 0
  • トリガシグナル付きの動作シミュレーション:
    • 目的: 5周期の波形を間隔を空けて繰り返し出力。
    • 設定: ncyc = 5, rnum = 3, rdly = 250000

おわりに

Red PitayaのASGは、これらのパラメータを自由に設定することで、非常に柔軟な波形生成が可能です。「周期内サイクル数」「繰り返し回数」「遅延時間」の違いを理解し、目的に応じた設定を行うことで、波形生成の可能性を広げましょう。最初は簡単な設定から試し、徐々に複雑な波形生成に挑戦してみてください!

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