Dds中相位修正及非均勻相幅轉換方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及數(shù)字頻率合成器領域，特別設及一種DDS中相位修正及非均勻相幅轉 換方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 直接數(shù)字式頻率合成器值DS,DirectDigitalSynthesizer)是一項關鍵的數(shù)字 化技術。在諸多領域都有著重要的應用。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)的頻率轉換，W及良好的線性特征和穩(wěn)定性。
[0003] DDS的基本結構包括依次信號連接的相位累加器、相位幅度轉換器、數(shù)字模擬轉換 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，之后相位幅度轉換器將相位值轉換為相應的幅度值，然后通過數(shù)模轉換將數(shù) 字信號轉換為模擬信號，最后通過低通濾波器濾去高頻雜散輸出信號。其中，相位幅度轉換 器一般使用只讀存儲器巧eacK)nlyMemo巧，ROM)來查表實現(xiàn)轉換，地址輸入為相位值，輸 出即為對應幅度值，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位相位累加結果全部應用到相位幅度 轉換的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果的高比特位后進行相位幅度轉換的運算，該樣就導致了相位截斷 誤差。而相位截斷誤差則直接導致輸出波形雜散增大，其根本原因在于截取相位導致計算 相位與真實相位有所偏差，其偏差是一個銀齒波，也就相當于在輸入相位上疊加了一個銀 齒波在其上，因而導致其輸出波形雜散過大。為了緩解該一問題，現(xiàn)有技術中在相位截斷之 前添加隨機抖動信號，但效果依然不夠理想，且添加隨機抖動信號設計時需要設計隨機數(shù) 生成模塊，設計難度增加，硬件開銷大。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，提供一種孤S中相位修正 及非均勻相幅轉換方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有DDS設計中相位截斷誤差所導致的輸出波形 雜散過大的問題，同時降低設計難度W及成本開銷。
[000引為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0009] -種DDS中相位修正及非均勻相幅轉換方法，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，對所述相位值進行處理輸出 所述相位值所處的象限值進而得到相位幅度轉換器中的ROM的查詢地址；
[0012] 相位幅度轉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 的幅度值，并利用所述象限值對所述幅度值進行符號修正，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 式預先計算得到并對應存儲：
[001引
【主權項】
1. 一種DDS中相位修正及非均勻相幅轉換方法，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，對所述相位值進行處理輸出所述 相位值所處的象限值進而得到相位幅度轉換器中的ROM的查詢地址； 相位幅度轉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的幅 度值，并利用所述象限值對所述幅度值進行符號修正，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 預先計算得到并對應存儲：
B為ROM的地址位寬，2B為所述ROM的深 度； 數(shù)字模擬轉換器將上述修正值進行數(shù)字模擬轉換，輸出模擬信號值； 低通濾波器對所述模擬信號值進行低通濾波并輸出最終的模擬三角函數(shù)信號。
2. 如權利要求1所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換方法，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. 如權利要求2所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換方法，其特征在于，所述相 位比較器還將處理后的相位值W' _與預設相位值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. 如權利要求3所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換方法，其特征在于，所述預設 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. 如權利要求4所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換方法，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 轉換器中的ROM的地址位寬，2B則為所述ROM的深度。
6. 如權利要求5所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換方法，其特征在于，所述相位 幅度轉換器利用所述象限值對所述幅度值進行符號修正，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。
7. -種DDS中相位修正及非均勻相幅轉換裝置，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，對所述相位值進行處理輸 出所述相位值所處的象限值進而得到相位幅度轉換器中的ROM的查詢地址； 相位幅度轉換器，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 應的幅度值，并利用所述象限值對所述幅度值進行符號修正，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)下式預先計算得到并對應存儲：
B為ROM的地址位寬，2B為所述ROM的深 度； 數(shù)字模擬轉換器，用于將上述修正值進行數(shù)字模擬轉換，輸出模擬信號值； 低通濾波器，用于對所述模擬信號值進行低通濾波并輸出最終的模擬三角函數(shù)信號。
8. 如權利要求7所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換裝置，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. 如權利要求8所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換裝置，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' _與預設相位值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. 如權利要求9所述的DDS中相位修正及非均勻相幅轉換裝置，其特征在于，所述預 設相位值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； 所述相位幅度轉換器利用所述象限值對所述幅度值進行符號修正，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。
【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，對相位值進行處理輸出相位值所處的象限值進而得到相位幅度轉換器中的ROM的查詢地址；相位幅度轉換器利用查詢地址，查找自身ROM中所儲存的與相位值對應的幅度值，并利用象限值對幅度值進行符號修正，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)字模擬轉換器將上述修正值進行數(shù)字模擬轉換，輸出模擬信號值；低通濾波器對模擬信號值進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設計中輸出波形雜散過大的問題，同時降低設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
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月16日