專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于dds的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)發(fā)生器，具體來(lái)講，涉及一種產(chǎn)生輸出數(shù)字調(diào)制信號(hào)的信號(hào)
發(fā)生器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，基帶信號(hào)因?yàn)閭鬏斁嚯x，傳輸效率等方面的原因，不能滿足現(xiàn) 代通信的要求。為了信息有效可靠地傳輸，往往需要將低頻信號(hào)的基帶頻譜搬移到適當(dāng)?shù)?或指定的頻段，這就是調(diào)制。傳統(tǒng)的模擬調(diào)制難以達(dá)到高精度，高速率的要求，隨著現(xiàn)代通 信進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，模擬調(diào)制越來(lái)越多地被先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制所取代。 直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)是一種基于波形存儲(chǔ)的頻率合成技術(shù)，它具有頻率 轉(zhuǎn)換時(shí)間短，分辨率高，輸出相位連續(xù)及可編程，低成本等特點(diǎn)，因此近年來(lái)在信號(hào)發(fā)生器 領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。 DDS信號(hào)發(fā)生器，如圖1所示，包括，相位累加器101、相位加法器102、波形RAM 103、D/A轉(zhuǎn)換器104以及低通濾波器105。相位累加器101在取樣時(shí)鐘clk控制下，與頻率 控制字K所決定的相位增量相加；相位累加器101的高M(jìn)位輸出通過(guò)相位加法器102與相 位控制字Pw相加，相位加法器102的輸出(M位)作為波形RAM 103的地址，實(shí)現(xiàn)波形相位 到幅值的轉(zhuǎn)換；波形數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器104轉(zhuǎn)換成模擬量，通過(guò)低通濾波器105輸出相對(duì)平 滑的模擬波形。 現(xiàn)有技術(shù)的DDS信號(hào)發(fā)生器可以在波形RAM 103中存入任意波形的波形數(shù)據(jù)，然 后產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。但是，它不能方便地產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號(hào)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高精度、快切換速度、全數(shù)字化 的基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器。 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，包 括 —由高速相位累加器、高速波形RAM、D/A轉(zhuǎn)換器以及低通濾波器組成的高速DDS， 高速波形RAM中存放相應(yīng)的載波波形數(shù)據(jù)； —由低速相位累加器和低速波形RAM構(gòu)成的低速DDS，低速波形RAM中存放相應(yīng)的 調(diào)制波形數(shù)據(jù)，在低速取樣時(shí)鐘信號(hào)cl、的控制下，低速頻率控制字&在低速相位累加器 進(jìn)行累加，其高位輸出到低速波形RAM中，作為低速波形RAM的數(shù)據(jù)地址；低速波形RAM 依據(jù)數(shù)據(jù)地址，在低速取樣時(shí)鐘信號(hào)cl、的控制下，產(chǎn)生內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)；
—A/D轉(zhuǎn)換器，用于將外部模擬信號(hào)的調(diào)制波形轉(zhuǎn)換為外部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)；
—調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)和一個(gè)頻率調(diào)制運(yùn)算電路； 調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)選擇內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)或外部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)作為調(diào)制 波形數(shù)據(jù)，調(diào)制波形數(shù)據(jù)輸出到頻率調(diào)制運(yùn)算電路中，與頻率步進(jìn)因子KstTO相乘，相乘的結(jié)果與起始頻率控制字K^rt相加后作為調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm，將調(diào)頻波形的頻率控制
字Kfm作為高速DDS的頻率控制字KH，高速DDS在取樣時(shí)鐘clkH的控制下產(chǎn)生，頻率控制字 KH在高速相位累加器進(jìn)行累加，其高M(jìn)H位輸出到高速波形RAM中，作為高速波形RAM的數(shù) 據(jù)地址，高速波形RAM依據(jù)數(shù)據(jù)地址，在高速取樣時(shí)鐘信號(hào)clkH的控制下，輸出調(diào)頻波形數(shù) 據(jù)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和低通濾波器以后輸出相應(yīng)調(diào)頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)；
低速頻率控制字I^，起始頻率控制字K^rt，步進(jìn)頻率控制字K^D的計(jì)算方法如下
<formula>formula see original document page 5</formula> 其中，,~為高速DDS時(shí)鐘頻率，X,、:為低速DDS時(shí)鐘頻率，f。為載波頻率，A f。ffsrt 為最大頻偏，^為調(diào)制信號(hào)頻率，NH為高速DDS累加器位數(shù)，&為低速DDS累加器的位數(shù)，
為低速波形RAM的地址線位數(shù)
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 高速波形RAM中存放相應(yīng)的載波波形數(shù)據(jù)，低速波形RAM中存放相應(yīng)的調(diào)制波形 數(shù)據(jù)。在低速取樣時(shí)鐘信號(hào)cl、的控制下，低速頻率控制字&在低速相位累加器進(jìn)行累 加，其高M(jìn)J立輸出到低速波形RAM中，作為低速波形RAM的地址，產(chǎn)生內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù) 據(jù)。當(dāng)調(diào)制波形為外部時(shí)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將外部模擬信號(hào)的調(diào)制波形轉(zhuǎn)換為外部數(shù)字調(diào) 制波形數(shù)據(jù)。上述過(guò)程所產(chǎn)生的內(nèi)部調(diào)制波形數(shù)據(jù)和外部調(diào)制波形數(shù)據(jù)將被送到調(diào)制源選 擇開(kāi)關(guān)，調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)選擇內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)或外部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)作為調(diào)制波 形數(shù)據(jù)輸出到頻率調(diào)制運(yùn)算電路中與頻率步進(jìn)因子K^p相乘，相乘的結(jié)果與起始頻率控制 字Kstep相加后作為調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm，將調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm作為高速DDS 的頻率控制字KH，高速DDS在取樣時(shí)鐘clkH的控制下產(chǎn)生，頻率控制字KH在高速相位累加 器進(jìn)行累加，其高M(jìn)H位輸出到高速波形RAM中，作為高速波形RAM的地址，輸出調(diào)頻波形數(shù) 據(jù)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和低通濾波器以后輸出相應(yīng)的調(diào)頻波形。 只要改變低速頻率控制字&就可以調(diào)節(jié)調(diào)制信號(hào)的頻率，改變低速波形RAM的存 儲(chǔ)波形的數(shù)據(jù)，就可以改變調(diào)制波形；調(diào)節(jié)起始頻率控制字K^rt以及步進(jìn)頻率控制字Kstep 可以改變載波的頻率和調(diào)制深度，由于這些控制字都是數(shù)字信號(hào)，因此，高精度、快切換速度。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的DDS原理框圖； 圖2是本發(fā)明基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器一種具體實(shí)施方式
原理框圖；
圖3本發(fā)明基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器另一種具體實(shí)施方式
原理框圖；
圖4本發(fā)明基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器另一種具體實(shí)施方式
原理框圖。
具體實(shí)施例方式
為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描 述。在以下的描述中，當(dāng)已有的現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本發(fā)明的主題內(nèi)容時(shí)，這些 描述在這兒將被忽略。
實(shí)施例1 1、調(diào)頻信號(hào)、FSK調(diào)制信號(hào)及掃頻信號(hào) 在本實(shí)施例中，如圖2所示，基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器輸出的數(shù)字調(diào)制信號(hào) 包括頻率調(diào)制(FM)、掃頻(SWEEP)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)以及幅度調(diào)制(AM)等 五種數(shù)字調(diào)制信號(hào)。 如圖2所示，基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，包括由高速相位累加器201、相位加 法器202、高速波形RAM 203、 D/A轉(zhuǎn)換器204以及低通濾波器205組成的高速DDS 2，高速 波形RAM 203中存放相應(yīng)的載波波形數(shù)據(jù)；由低速相位累加器301和低速波形RAM 302構(gòu) 成的低速DDS 3，低速波形RAM 302中存放相應(yīng)的調(diào)制波形數(shù)據(jù)，在低速取樣時(shí)鐘信號(hào)cl、 的控制下，低速頻率控制字K^在低速相位累加器301進(jìn)行累加，其高M(jìn)J立輸出到低速波形 RAM 302中，作為低速波形RAM 302的數(shù)據(jù)地址；低速波形RAM 302依據(jù)數(shù)據(jù)地址，在低速 取樣時(shí)鐘信號(hào)cl、的控制下，產(chǎn)生內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)；以及將外部模擬信號(hào)的調(diào)制波 形轉(zhuǎn)換為外部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換器4、調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)5和頻率調(diào)制運(yùn)算電路 6。 如圖2所示，調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)5在調(diào)制源選擇控制信號(hào)MODU_SRC控制下，選擇內(nèi) 部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)或外部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)作為調(diào)制波形數(shù)據(jù)A，調(diào)制波形數(shù)據(jù)A輸出 到頻率調(diào)制運(yùn)算電路6中，與頻率步進(jìn)因子Kstep相乘，相乘的結(jié)果與起始頻率控制字Kstart 相加后作為調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm。 在本實(shí)施例中，基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器還包括一 FSK頻率選擇開(kāi)關(guān)7和 FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)8中； 當(dāng)需要輸出FSK調(diào)制信號(hào)時(shí)，高速波形RAM 203中存放載波波形數(shù)據(jù)，F(xiàn)SK頻率選 擇開(kāi)關(guān)7在頻點(diǎn)控制信號(hào)FSK_SRC信號(hào)的控制下，按照一定的速率依次選擇頻率控制字&， K2……Kn中的一路作為FSK調(diào)制的頻率控制字Kfsk，頻點(diǎn)控制信號(hào)FSK_SRC可利用定時(shí)器產(chǎn) 生或由用戶從外部輸入，具體的參數(shù)計(jì)算如下 尺"-^117"~ (4)
fn是FSK調(diào)制中由用戶設(shè)置的第n個(gè)點(diǎn)頻。 調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm與FSK調(diào)制的頻率控制字Kfsk送入FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)8 中。 如果，此時(shí)需要輸出調(diào)頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，則FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)8在FSK/FM選 擇控制信號(hào)FSK/FM_SRC的控制下，選擇將調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm作為高速DDS 2的頻 率控制字KH，在取樣時(shí)鐘clkH的控制下，頻率控制字KH在高速相位累加器201中進(jìn)行累加， 其高M(jìn)h位瑜出到高速波形RAM 203中，作為高速波形RAM 203的地址，輸出調(diào)頻波形數(shù)據(jù)， 經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器204和低通濾波器205以后輸出相應(yīng)調(diào)頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。
如果，此時(shí)需要輸出FSK波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，則FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)8在FSK/FM選擇控制信號(hào)FSK/FM—SRC的控制下，選擇以一定的速率進(jìn)行快速切換的FSK調(diào)制的頻率控制 字Kfsk作為高速DDS 2的頻率控制字KH，高速DDS在取樣時(shí)鐘clkH的控制下產(chǎn)生，頻率控制 字Kh在高速相位累加器201進(jìn)行累加，其高mh位輸出到高速波形RAM 203中，作為高速波 形RAM 203的地址，輸出調(diào)頻波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器204和低通濾波器205以后輸出相 應(yīng)FSK波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。 掃頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)是一種特殊的調(diào)頻信號(hào)，當(dāng)輸出掃頻波形時(shí)，高速波形 RAM 203中存放載波波形數(shù)據(jù)，低速波形RAM 302中根據(jù)設(shè)置的掃頻方式以及起始頻率
fstart和終止頻率fmd存放相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)，如果fstart < f d，掃頻方式為線性掃頻，則低速 波形RAM 302中存放為正向鋸齒波數(shù)據(jù)，掃頻方式為對(duì)數(shù)掃頻，則低速波形RAM 302中存放 為正向指數(shù)波；如果fstart > f^，掃頻方式為線性掃頻，則低速波形RAM 302中存放為反向 鋸齒波數(shù)據(jù)，掃頻方式為對(duì)數(shù)掃頻，則低速波形RAM 302中存放為反向指數(shù)波。此時(shí)，需要 在調(diào)制源選擇控制信號(hào)MODU—SRC控制下，選擇內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)作為調(diào)制波形數(shù)據(jù) A，具體的參數(shù)計(jì)算如下
AT = lfaan_fend I x產(chǎn) (5)
s啤d 《—min (/stan， /end) x 2、 (g)
/dkH
其中，fstart和fmd分別為掃頻的起始頻率和終止頻率。
實(shí)施例2
2、相移鍵控調(diào)制信號(hào)
相移鍵控調(diào)制(PSK)是指載波的相位隨著數(shù)字調(diào)制信號(hào)的變化而變化的一種調(diào)
制方式。 在本實(shí)施例中，如圖3所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的基于DDS的數(shù)字調(diào)制 信號(hào)發(fā)生器還包括一 PSK相位選擇開(kāi)關(guān)9，高速DDS 2中還包括相位加法器202，相位加法 器202位于高速相位累加器201與高速波形RAM 203之間； 當(dāng)輸出波形為PSK調(diào)制信號(hào)時(shí)，根據(jù)選擇的載波波形，將相應(yīng)的載波波形數(shù)據(jù)存 放到高速波形RAM 203中；根據(jù)設(shè)置的載波頻率，按照公式(4)計(jì)算頻率控制字Kp通過(guò)控 制FSK頻率選擇開(kāi)關(guān)和FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)，使&作為頻率控制字KH送給高速累加器；計(jì)算相 位控制字P「Pn，在相位選擇控制信號(hào)PSK_SRC的控制下，PSK相位選擇開(kāi)關(guān)9按照一定速率 依次選擇多路相位控制字PpP2……Pn中的一路作為相位控制字Pw輸出到相位加法器202 中與高速相位累加器201的高mh位輸出相加，相加的結(jié)果輸出到高速波形RAM 203中，作 為高速波形RAM 203的地址，輸出調(diào)相波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器204和低通濾波器205以 后輸出相應(yīng)調(diào)相波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。 相位選擇控制信號(hào)PSK_SRC可利用定時(shí)器產(chǎn)生或用戶外部輸入，相位控制字P^Pn 具體計(jì)算如下
/A v, (7) " 2;r (K是PSK調(diào)制中由用戶設(shè)置的第n個(gè)相位。
實(shí)施例3
3、調(diào)幅信號(hào) AM調(diào)制是指載波的幅度隨著調(diào)制波形的幅度變化而變化的一種調(diào)制方式。
在本實(shí)施例中，如圖4所示，在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的基于DDS的數(shù)字調(diào)制 信號(hào)發(fā)生器還包括一幅度調(diào)制運(yùn)算電路10以及AM/FM選擇開(kāi)關(guān)11， AM/FM選擇開(kāi)關(guān)11連 接在高速波形RAM 203與D/A轉(zhuǎn)換器204之間，高速波形RAM 203輸出的載波波形數(shù)據(jù)D 作為其一路輸入，輸出接D/A轉(zhuǎn)換器204。 調(diào)制波形數(shù)據(jù)A在幅度調(diào)制運(yùn)算電路10中與調(diào)制度控制因子A一th相乘后再與高 速DDS 2中高速波形RAM 203輸出的載波波形數(shù)據(jù)D相乘，相乘結(jié)果與載波波形數(shù)據(jù)D再 相加后產(chǎn)生調(diào)幅波形數(shù)據(jù)DM送到AM/FM選擇開(kāi)關(guān)11，作為AM/FM選擇開(kāi)關(guān)11的另一路輸 入，AM/FM選擇開(kāi)關(guān)11在AM/FM選擇控制信號(hào)AM/FM_SRC的控制下，將調(diào)幅波形數(shù)據(jù)DAM作 為高速DDS 2中D/A轉(zhuǎn)換器204的輸入信號(hào)，在高速采樣時(shí)鐘clkH的控制下，產(chǎn)生調(diào)幅波 形，經(jīng)過(guò)低通濾波器205以后輸出相應(yīng)調(diào)幅波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。 當(dāng)需要輸出波形為AM調(diào)制信號(hào)時(shí)，根據(jù)用戶要求設(shè)置調(diào)制波形和載波波形，內(nèi)部 調(diào)制時(shí)，將內(nèi)部調(diào)制波形數(shù)據(jù)和載波波形數(shù)據(jù)分別存入低速波形RAM302和高速波形RAM 203 ;當(dāng)輸出波形為外部調(diào)幅時(shí)，由A/D轉(zhuǎn)換器4將所需的外部模擬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部調(diào) 制波形數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)。根據(jù)設(shè)置的載波頻率，按照公式(4)計(jì)算載波頻率控制字Kp通過(guò)控 制FSK頻率選擇開(kāi)關(guān)7和FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)8，使&作為頻率控制字KH送給高速相位累加器 201 ;此時(shí)，設(shè)置相位控制字P工為O，通過(guò)相位選擇控制信號(hào)PSK—SRC，選擇P工作為高速DDS 的相位控制字Pw ;調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)5選擇要求的調(diào)制波形數(shù)據(jù)輸入到幅度調(diào)制運(yùn)算電路10 中，得到已調(diào)制波形的調(diào)幅波形數(shù)據(jù)DAM， AM/FM選擇開(kāi)關(guān)11選擇調(diào)幅波形數(shù)據(jù)DM送到D/A 轉(zhuǎn)換器204、產(chǎn)生所要求的調(diào)幅波形，經(jīng)過(guò)低通濾波器205以后輸出相應(yīng)調(diào)幅波形的數(shù)字調(diào) 制信號(hào)。 目前FPGA工作速度快，內(nèi)部資源豐富，是高速相位累加設(shè)計(jì)的首選。在具體實(shí)施
過(guò)程中，高速相位累加器、低速相位累加器、相位加法器、低速RAM、頻率調(diào)制運(yùn)算電路和幅
度調(diào)制運(yùn)算電路，調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)、AM/FM選擇開(kāi)關(guān)，F(xiàn)SK/FM選擇開(kāi)關(guān)，F(xiàn)SK頻率控制模塊和
PSK相位控制模塊均可集成在一款高性能的可編程邏輯器件(FPGA)中實(shí)現(xiàn)。 為保證時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性，在具體實(shí)施過(guò)程中，選擇高穩(wěn)定的具有溫度補(bǔ)償特性
的晶體振蕩器作為時(shí)鐘電路。 由于本發(fā)明需要的存儲(chǔ)單元及控制信號(hào)較多，中央處理器的性能較為重要，因此， 具體實(shí)施過(guò)程中選用高速、高性能的嵌入式處理器。 A/D轉(zhuǎn)換器的取樣速率應(yīng)高于低速采樣時(shí)鐘頻率，且位數(shù)應(yīng)與低速波形RAM的輸 出數(shù)據(jù)位數(shù)一致。 盡管上面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明性的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明不限 于具體實(shí)施方式
的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，只要各種變化在所附的權(quán)利 要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見(jiàn)的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思 的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
權(quán)利要求
一種基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，包括一由高速相位累加器、高速波形RAM、D/A轉(zhuǎn)換器以及低通濾波器組成的高速DDS，高速波形RAM中存放相應(yīng)的載波波形數(shù)據(jù)；一由低速相位累加器和低速波形RAM構(gòu)成的低速DDS，低速波形RAM中存放相應(yīng)的調(diào)制波形數(shù)據(jù)；在低速取樣時(shí)鐘信號(hào)clkL的控制下，低速頻率控制字KL在低速相位累加器進(jìn)行累加，其高M(jìn)L位輸出到低速波形RAM中，作為低速波形RAM的數(shù)據(jù)地址；低速波形RAM依據(jù)數(shù)據(jù)地址，在低速取樣時(shí)鐘信號(hào)clkL的控制下，產(chǎn)生內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)；一A/D轉(zhuǎn)換器，用于將外部模擬信號(hào)的調(diào)制波形轉(zhuǎn)換為外部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)；一調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)和一個(gè)頻率調(diào)制運(yùn)算電路；調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)選擇內(nèi)部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)或外部數(shù)字調(diào)制波形數(shù)據(jù)作為調(diào)制波形數(shù)據(jù)，調(diào)制波形數(shù)據(jù)輸出到頻率調(diào)制運(yùn)算電路中，與頻率步進(jìn)因子Kstep相乘，相乘的結(jié)果與起始頻率控制字Kstart相加后作為調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm，將調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm作為高速DDS的頻率控制字KH，在取樣時(shí)鐘clkH的控制下，頻率控制字KH在高速相位累加器中進(jìn)行累加，其高M(jìn)H位輸出到高速波形RAM中，作為高速波形RAM的數(shù)據(jù)地址，高速波形RAM依據(jù)數(shù)據(jù)地址，在高速取樣時(shí)鐘信號(hào)clkH的控制下，輸出調(diào)頻波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器以后輸出相應(yīng)調(diào)頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)；低速頻率控制字KL，起始頻率控制字Kstart，步進(jìn)頻率控制字Kstep的計(jì)算方法如下 <mrow><msub> <mi>K</mi> <mi>L</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>f</mi> <mi>L</mi></msub><mo>×</mo><msup> <mn>2</mn> <msub><mi>N</mi><mi>L</mi> </msub></msup> </mrow> <msub><mi>f</mi><msub> <mi>clk</mi> <mi>L</mi></msub> </msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>K</mi> <mi>start</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>f</mi> <mi>o</mi></msub><mo>-</mo><mi>Δ</mi><msub> <mi>f</mi> <mi>offset</mi></msub> </mrow> <msub><mi>f</mi><msub> <mi>clk</mi> <mi>H</mi></msub> </msub></mfrac><mo>×</mo><msup> <mn>2</mn> <msub><mi>N</mi><mi>H</mi> </msub></msup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>K</mi> <mi>step</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mo>×</mo><mi>Δ</mi><msub> <mi>f</mi> <mi>offset</mi></msub><mo>×</mo><msup> <mn>2</mn> <msub><mi>N</mi><mi>L</mi> </msub></msup> </mrow> <mrow><msub> <mi>f</mi> <msub><mi>clk</mi><mi>H</mi> </msub></msub><mo>×</mo><mrow> <mo>(</mo> <msup><mn>2</mn><msub> <mi>M</mi> <mi>L</mi></msub> </msup> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中，為高速DDS時(shí)鐘頻率，為低速DDS時(shí)鐘頻率，fo為載波頻率，Δfoffset為最大頻偏，fL為調(diào)制信號(hào)頻率，NH為高速DDS累加器位數(shù)，NL為低速DDS累加器的位數(shù)，ML為低速波形RAM的地址線位數(shù)。F2009102650304C00014.tif,F2009102650304C00015.tif
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，還包括一FSK 頻率選擇開(kāi)關(guān)和一 FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)；當(dāng)需要輸出FSK調(diào)制信號(hào)時(shí)，高速波形RAM中存放載波波形數(shù)據(jù)，F(xiàn)SK頻率選擇開(kāi)關(guān)7 在頻點(diǎn)控制信號(hào)FSK_SRC信號(hào)的控制下，按照一定的速率依次選擇頻率控制字&，&……Kn 中的一路作為FSK調(diào)制的頻率控制字Kfsk，頻點(diǎn)控制信號(hào)FSK SRC可利用定時(shí)器產(chǎn)生或由用 戶從外部輸入，具體的參數(shù)計(jì)算如下<formula>formula see original document page 2</formula>(4)fn是FSK調(diào)制中由用戶設(shè)置的第n個(gè)點(diǎn)頻；調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm與FSK調(diào)制的頻率控制字Kfsk送入FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)； 如果，此時(shí)需要輸出調(diào)頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，則FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)在FSK/FM選擇控制 信號(hào)的控制下，選擇將調(diào)頻波形的頻率控制字Kfm作為高速DDS的頻率控制字KH，高速DDS輸出相應(yīng)調(diào)頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)；如果，此時(shí)需要輸出FSK波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，則FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)在FSK/FM選擇控制 信號(hào)的控制下，選擇將一定的速率進(jìn)行快速切換的FSK調(diào)制的頻率控制字Kfsk作為高速DDS 的頻率控制字KH，高速DDS輸出相應(yīng)FSK波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，還包括一PSK 相位選擇開(kāi)關(guān)，高速DDS中還包括相位加法器，相位加法器位于高速相位累加器與高速波 形RAM之間；當(dāng)輸出波形為PSK調(diào)制信號(hào)時(shí)，根據(jù)選擇的載波波形，將相應(yīng)的載波波形數(shù)據(jù)存放到 高速波形RAM中；根據(jù)設(shè)置的載波頻率，按照公式(4)計(jì)算頻率控制字K"通過(guò)控制FSK頻 率選擇開(kāi)關(guān)和FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)，使&作為頻率控制字K送給高速累加器；計(jì)算相位控制字 P「Pn，在相位選擇控制信號(hào)的控制下，PSK相位選擇開(kāi)關(guān)按照一定速率依次選擇多路相位控 制字PiA……Pn中的一路作為的相位控制字Pw輸出到相位加法器中與高速相位累加器的 高M(jìn)H位輸出相加，相加的結(jié)果輸出到高速波形RAM中，作為高速波形RAM的地址，輸出調(diào)相 波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和低通濾波器以后輸出相應(yīng)調(diào)相波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。相位選擇控制信號(hào)可利用定時(shí)器產(chǎn)生或用戶外部輸入，相位控制字h-Pn具體計(jì)算如下<formula>formula see original document page 3</formula>小n是PSK調(diào)制中由用戶設(shè)置的第n個(gè)相位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，基于DDS的數(shù) 字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器還包括一幅度調(diào)制運(yùn)算電路10以及AM/FM選擇開(kāi)關(guān)，AM/FM選擇開(kāi)關(guān)連 接在高速波形RAM與D/A轉(zhuǎn)換器之間，高速波形RAM輸出的載波波形數(shù)據(jù)作為其一路輸入， 輸出接D/A轉(zhuǎn)換器；調(diào)制波形數(shù)據(jù)在幅度調(diào)制運(yùn)算電路中與調(diào)制度控制因子A一th相乘后再與高速DDS中 高速波形RAM輸出的載波波形數(shù)據(jù)相乘，相乘結(jié)果與載波波形數(shù)據(jù)再相加后產(chǎn)生調(diào)幅波形 數(shù)據(jù)送到AM/FM選擇開(kāi)關(guān)，作為AM/FM選擇開(kāi)關(guān)的另一路輸入，AM/FM選擇開(kāi)關(guān)在AM/FM選 擇控制信號(hào)的控制下，將調(diào)幅波形數(shù)據(jù)作為高速DDS中D/A轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)，在高速采樣 時(shí)鐘clkH的控制下，產(chǎn)生調(diào)幅波形，經(jīng)過(guò)低通濾波器以后輸出相應(yīng)調(diào)幅波形的數(shù)字調(diào)制信 號(hào)；根據(jù)設(shè)置的載波頻率，按照公式(4)計(jì)算載波頻率控制字Kp通過(guò)控制FSK頻率選擇開(kāi) 關(guān)和FSK/FM選擇開(kāi)關(guān)，使&作為頻率控制字K送給高速相位累加器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于DDS的數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，調(diào)制源選擇開(kāi)關(guān)選擇調(diào)制波形數(shù)據(jù)輸出到頻率調(diào)制運(yùn)算電路中，與頻率步進(jìn)因子Kstep相乘，然后與起始頻率控制字Kstart相加后作為高速DDS的頻率控制字KH；高速DDS在取樣時(shí)鐘clkH的控制下產(chǎn)生，頻率控制字KH在高速相位累加器進(jìn)行累加，其高M(jìn)H位輸出到高速波形RAM中，作為高速波形RAM的數(shù)據(jù)地址，輸出調(diào)頻波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和低通濾波器以后輸出相應(yīng)調(diào)頻波形的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。只要改變低速頻率控制字KL就可以調(diào)節(jié)調(diào)制信號(hào)的頻率，改變低速波形RAM的存儲(chǔ)波形的數(shù)據(jù)，就可以改變調(diào)制波形；調(diào)節(jié)起始頻率控制字Kstart以及步進(jìn)頻率控制字Kstep可以改變載波的頻率和調(diào)制深度，由于這些控制字都是數(shù)字信號(hào)，因此，高精度、快切換速度。
文檔編號(hào)G06F1/03GK101776935SQ200910265030
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者劉科, 王厚軍, 田書(shū)林, 肖寅東, 黃建國(guó) 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)