Dds中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)字頻率合成器領(lǐng)域，特別設(shè)及一種DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn) 換方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 直接數(shù)字式頻率合成器值DS,DirectDigitalSynthesizer)是一項關(guān)鍵的數(shù)字 化技術(shù)。在諸多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。與化L相比，孤S具有極小的頻率分辨率，快速且 相位連續(xù)的頻率轉(zhuǎn)換，W及良好的線性特征和穩(wěn)定性。
[0003] DDS的基本結(jié)構(gòu)包括依次信號連接的相位累加器、相位幅度轉(zhuǎn)換器、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換 器和低通濾波器。向DDS的相位累加器輸入頻率控制字K，其通過相位累加器后輸出線性增 長的相位值，之后相位幅度轉(zhuǎn)換器將相位值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的幅度值，然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換將數(shù) 字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，最后通過低通濾波器濾去高頻雜散輸出信號。其中，相位幅度轉(zhuǎn)換 器一般使用只讀存儲器巧eacK)nlyMemo巧，ROM)來查表實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，地址輸入為相位值，輸 出即為對應(yīng)幅度值，輸出頻率可由式（1)計算：
[0004] f。山二苗f祉(1)
[000引其中，N為相位累加器的位寬。
[0006] 傳統(tǒng)DDS設(shè)計中，ROM中存儲值按照相位變化而均勻分布。如，ROM中 存儲相位為由0到^變化的5個幅度值，那么ROM中需要存儲的5個值分別為 (冗\ (2冗\ (、幾\ f47^^ 竹 0，sin-，sin^，sin-，加一，其相位值每次遞加互。從（1)式中可臥看到，當(dāng)K二 V ^ y V ? y V ^ y \ ^ y 8 1時，可w得到輸出頻率的最小值，也就是頻率分辨率。在實現(xiàn)中為了得到較小的頻率分辨 率，一般將N取得較大，如32化48位等，但是若將N位相位累加結(jié)果全部應(yīng)用到相位幅度 轉(zhuǎn)換的ROM中則非常不現(xiàn)實，如若取N= 48,則需要262144G大小的存儲器。因此，常用的 做法是截取相位累加結(jié)果的高比特位后進(jìn)行相位幅度轉(zhuǎn)換的運算，該樣就導(dǎo)致了相位截斷 誤差。而相位截斷誤差則直接導(dǎo)致輸出波形雜散增大，其根本原因在于截取相位導(dǎo)致計算 相位與真實相位有所偏差，其偏差是一個銀齒波，也就相當(dāng)于在輸入相位上疊加了一個銀 齒波在其上，因而導(dǎo)致其輸出波形雜散過大。為了緩解該一問題，現(xiàn)有技術(shù)中在相位截斷之 前添加隨機(jī)抖動信號，但效果依然不夠理想，且添加隨機(jī)抖動信號設(shè)計時需要設(shè)計隨機(jī)數(shù) 生成模塊，設(shè)計難度增加，硬件開銷大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種孤S中相位修正 及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有DDS設(shè)計中相位截斷誤差所導(dǎo)致的輸出波形 雜散過大的問題，同時降低設(shè)計難度W及成本開銷。
[000引為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0009] -種DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法，包括；
[0010] 相位累加器接收頻率控制字并輸出無精度損失的相位值；
[0011] 相位比較器接收所述相位累加器輸出的所述相位值，對所述相位值進(jìn)行處理輸出 所述相位值所處的象限值進(jìn)而得到相位幅度轉(zhuǎn)換器中的ROM的查詢地址；
[0012] 相位幅度轉(zhuǎn)換器利用所述查詢地址，查找自身ROM中所儲存的與所述相位值對應(yīng) 的幅度值，并利用所述象限值對所述幅度值進(jìn)行符號修正，輸出修正后的幅度值；其中所述 ROM的存儲空間分為n個區(qū)間，第i個區(qū)間中的第j個存儲單元所存儲的所述幅度值根據(jù)下 式預(yù)先計算得到并對應(yīng)存儲：
[001引
【主權(quán)項】
1. 一種DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括： 相位累加器接收頻率控制字并輸出無精度損失的相位值； 相位比較器接收所述相位累加器輸出的所述相位值，對所述相位值進(jìn)行處理輸出所述 相位值所處的象限值進(jìn)而得到相位幅度轉(zhuǎn)換器中的ROM的查詢地址； 相位幅度轉(zhuǎn)換器利用所述查詢地址，查找自身ROM中所儲存的與所述相位值對應(yīng)的幅 度值，并利用所述象限值對所述幅度值進(jìn)行符號修正，輸出修正后的幅度值；其中所述ROM 的存儲空間分為η個區(qū)間，第i個區(qū)間中的第j個存儲單元所存儲的所述幅度值根據(jù)下式 預(yù)先計算得到并對應(yīng)存儲：
B為ROM的地址位寬，2B為所述ROM的深 度； 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器將上述修正值進(jìn)行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，輸出模擬信號值； 低通濾波器對所述模擬信號值進(jìn)行低通濾波并輸出最終的模擬三角函數(shù)信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述相位 比較器接收所述相位累加器輸出的所述相位值，對所述相位值進(jìn)行處理輸出所述相位值所 處的象限值，具體為： 根據(jù)相位值Wtjut的最高位和次高位，確定相位值Wtjut所處的象限值，若為00則處于第一 象限，01則處于第二象限，10則處于第三象限，11則處于第四象限。
3. 如權(quán)利要求2所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述相 位比較器還將處理后的相位值W' _與預(yù)設(shè)相位值W d, W1,. . .，wn?行比較，確定W' _處于η 個區(qū)間[Wc^w1), [W^w2),...，[W1^Wn]中哪一個，若處于區(qū)間[W^w i)則輸出所述ROM地址 頭的值⑴2,⑴2表示數(shù)值i的二進(jìn)制表示； 其中處理后的相位值w' _為，若處于一，三象限則僅去掉相位值w _的最高位和次高 位，若處于二象限則去掉ZH-Wtjut的最高兩位，若處于四象限則去掉2 M-Wtjut的最高兩位。
4. 如權(quán)利要求3所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè) 相位值Wci, W1, ...，Wn利用下式確定：
其中，N為相位累加器的計算位寬，η為劃分的區(qū)間個數(shù)，「1表示向上取整。
5. 如權(quán)利要求4所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述相位 比較器還根據(jù)相位值所處的區(qū)間，基于下式確定查詢ROM地址尾的值（addr) 2，根據(jù)所述地 址頭的值和該地址尾的值確定ROM的查詢地址，其中（)2表示該值為二進(jìn)制表示：
其中，SUM為相位累加器輸出的相位值，k為區(qū)間的縮放值
，B為相位幅度 轉(zhuǎn)換器中的ROM的地址位寬，2B則為所述ROM的深度。
6. 如權(quán)利要求5所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述相位 幅度轉(zhuǎn)換器利用所述象限值對所述幅度值進(jìn)行符號修正，具體為： 若為一，三象限則輸出信號為正，若為二，四象限則輸出信號為負(fù)。
7. -種DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括： 相位累加器，用于接收頻率控制字并輸出無精度損失的相位值； 相位比較器，用于接收所述相位累加器輸出的所述相位值，對所述相位值進(jìn)行處理輸 出所述相位值所處的象限值進(jìn)而得到相位幅度轉(zhuǎn)換器中的ROM的查詢地址； 相位幅度轉(zhuǎn)換器，用于利用所述查詢地址，查找自身ROM中所儲存的與所述相位值對 應(yīng)的幅度值，并利用所述象限值對所述幅度值進(jìn)行符號修正，輸出修正后的幅度值；其中所 述ROM的存儲空間分為η個區(qū)間，第i個區(qū)間中的第j個存儲單元所存儲的所述幅度值根 據(jù)下式預(yù)先計算得到并對應(yīng)存儲：
B為ROM的地址位寬，2B為所述ROM的深 度； 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，用于將上述修正值進(jìn)行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，輸出模擬信號值； 低通濾波器，用于對所述模擬信號值進(jìn)行低通濾波并輸出最終的模擬三角函數(shù)信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述相位 比較器包括： 象限確定單元，用于根據(jù)相位值Wtjut的最高位和次高位，確定相位值w _所處的象限 值，若為〇〇則處于第一象限，01則處于第二象限，10則處于第三象限，11則處于第四象限。
9. 如權(quán)利要求8所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述相位 比較器還包括： 區(qū)間確定單元，用于將處理后的相位值W' _與預(yù)設(shè)相位值Wci, W1, ...，wn?行比較，確 定W^ut處于η個區(qū)間[Wc^W1), [W^W2), ·..，[WwWn]中哪一個，若處于區(qū)間[WppWi)則輸 出所述ROM地址頭的值（i) 2,（1)2表示數(shù)值i的二進(jìn)制表示； 其中處理后的相位值w' _為，若處于一，三象限則僅去掉相位值w _的最高位和次高 位，若處于二象限則去掉ZH-Wtjut的最高兩位，若處于四象限則去掉2 M-Wtjut的最高兩位。
10. 如權(quán)利要求9所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述預(yù) 設(shè)相位值Wci, W1, ...，Wn利用下式確定：
其中，N為相位累加器的計算位寬，η為劃分的區(qū)間個數(shù)，「1表示向上取整； 所述相位比較器還根據(jù)相位值所處的區(qū)間，基于下式確定查詢ROM地址尾的值 (addr) 2，根據(jù)所述地址頭的值和該地址尾的值確定ROM的查詢地址，其中（)2表示該值為二 進(jìn)制表不：
其中，SUM為相位累加器輸出的相位值，k為區(qū)間的縮放值
，B為相位幅度 轉(zhuǎn)換器中的ROM的地址位寬，2B則為所述ROM的深度； 所述相位幅度轉(zhuǎn)換器利用所述象限值對所述幅度值進(jìn)行符號修正，具體為： 若為一，三象限則輸出信號為正，若為二，四象限則輸出信號為負(fù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種DDS中相位修正及非均勻相幅轉(zhuǎn)換方法及裝置，包括：相位累加器接收頻率控制字并輸出無精度損失的相位值；相位比較器接收相位值，對相位值進(jìn)行處理輸出相位值所處的象限值進(jìn)而得到相位幅度轉(zhuǎn)換器中的ROM的查詢地址；相位幅度轉(zhuǎn)換器利用查詢地址，查找自身ROM中所儲存的與相位值對應(yīng)的幅度值，并利用象限值對幅度值進(jìn)行符號修正，輸出修正后的幅度值；其中ROM的存儲空間所存儲的幅度值為非均勻的；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器將上述修正值進(jìn)行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，輸出模擬信號值；低通濾波器對模擬信號值進(jìn)行低通濾波輸出模擬三角函數(shù)信號。本發(fā)明解決現(xiàn)有DDS設(shè)計中輸出波形雜散過大的問題，同時降低設(shè)計難度以及成本開銷。
【IPC分類】H03L7-16
【公開號】CN104753530
【申請?zhí)枴緾N201510180944
【發(fā)明人】馬上, 汪陳浩, 李豪, 胡劍浩
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月16日