專利名稱：Dds中的相位幅度轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明適用與信號(hào)處理領(lǐng)域，可以應(yīng)用于數(shù)字或者數(shù)模混合系統(tǒng)中的載波同步系統(tǒng)，提供了一種應(yīng)用于DDS相位累加器輸出到幅度轉(zhuǎn)換的方法。
背景技術(shù)：
直接數(shù)字合成(DDS)是一種純數(shù)字產(chǎn)生載波的方式，一般包括三部分相位累加器、相位幅度轉(zhuǎn)換器、D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換器。相位累加器由N位加法器與N位相位寄存器構(gòu)成， 類似一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)器。加法器將頻率控制字與累加寄存器輸出的累加相位數(shù)據(jù)相加，把相加后的結(jié)果送至累加寄存器的數(shù)據(jù)輸入端。累加寄存器將加法器在上一個(gè)時(shí)鐘脈沖作用后所產(chǎn)生的新相位數(shù)據(jù)反饋到加法器的輸入端，以使加法器在下一個(gè)時(shí)鐘脈沖的作用下繼續(xù)與頻率控制字相加。這樣，相位累加器在時(shí)鐘作用下，不斷對(duì)頻率控制字進(jìn)行線性相位累加?，F(xiàn)在相位幅度轉(zhuǎn)換器主要靠正弦查詢表方式，圖1所示，它是一個(gè)可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)，存儲(chǔ)的是以相位為地址的一個(gè)周期正弦信號(hào)的采樣編碼值，包含一個(gè)周期正弦波的數(shù)字幅度信息，每個(gè)地址對(duì)應(yīng)于正弦波中0到360度范圍的一個(gè)相位點(diǎn)。將相位寄存器的輸出與相位控制字相加得到的數(shù)據(jù)作為一個(gè)地址對(duì)正弦查詢表進(jìn)行尋址，查詢表把輸入的地址相位信息映射成正弦波幅度信號(hào)；但是此方法需要大面積的ROM，數(shù)據(jù)量龐大。另外還有CORDIC極坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)法實(shí)現(xiàn)相位幅度的轉(zhuǎn)換，圖2所示，但是它也需要一定數(shù)量的 ROM，并且需要多級(jí)的迭代，存在一定相位延時(shí)，如果應(yīng)用在相位及其嚴(yán)格的動(dòng)態(tài)PLL中，其 PLL相位偏差較大。最后通過D / A變換器把數(shù)字量變成模擬量，再經(jīng)過低通濾波器平滑并濾除不需要的取樣分量，以便輸出頻譜純凈的正弦波信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種新型的應(yīng)用于DDS系統(tǒng)中相位幅度的轉(zhuǎn)換方法，致力于解決數(shù)字載波DDS方式中的幅度相位轉(zhuǎn)換模塊所占面積過大的問題以及DDS相位偏差較大的問題。技術(shù)方案
本方法以add<9:0>10位累加器為例進(jìn)行闡述，最高兩位用作劃分象限位， add<9>=0, add<8>=0;第一象限；add<9>=0, add<8>=l ；第二象限，add<9>=l, add<8>=0; 第三象限，add<9>=l, add<8>=l ；第四象限。四象限具備對(duì)稱的特性，現(xiàn)以第四象限為例；剩余8位的值θ做為抽樣點(diǎn)，θ的范圍是(0，255)，運(yùn)用如下關(guān)系式 y=128+128*sin(0*ji/2*255)把相位值Φ做為弦函數(shù)的橫坐標(biāo)抽樣點(diǎn)，得到縱坐標(biāo)也就是以取樣點(diǎn)的幅度。y=128+128*sin( θ *ji/2*255)是本芯片的核心依據(jù)，本方式取樣點(diǎn)為256個(gè)，把 256個(gè)取樣點(diǎn)的值按上述函數(shù)計(jì)算得到256個(gè)幅度值，也就是得到256個(gè)采樣的正弦函數(shù)的幅度，以此值為依據(jù)，通過邏輯運(yùn)算去修正累加器輸出值θ，進(jìn)而逼近所需的256個(gè)采樣的正弦函數(shù)的幅度，進(jìn)而完成相位幅度的轉(zhuǎn)換。有益效果本電路在實(shí)現(xiàn)思路上面比較獨(dú)特，完全獨(dú)立與查找表法與極坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)法，更重要的是實(shí)現(xiàn)了在同樣雜散抑制的情況下，大大縮小了版圖面積。更易于集成。


圖IDDS結(jié)構(gòu)圖基于查找表法。圖中包括相位累加器、ROM查找表、D/A轉(zhuǎn)換器。圖2為DDS結(jié)構(gòu)圖基于CORDIC法。圖中包括相位累加器、CORDIC、D/A轉(zhuǎn)換器。圖3為DDS結(jié)構(gòu)圖相位幅度轉(zhuǎn)換邏輯法。圖中包括相位累加器、相位幅度轉(zhuǎn)換邏輯、D/A轉(zhuǎn)換器。圖4 累加器 θ 與 y=128+128*sin(e*ji/2*255)的對(duì)照表。圖5仿真波形。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用的是寬度為10位的相位累計(jì)器add<9:0>，劃分為四個(gè)象限， add<9>=0, add<8>=0;第一象限；add<9>=0, add<8>=l ；第二象限，add<9>=l, add<8>=0 ；第三象限，add<9>=l，add<8>=l;第四象限。第一象限是遞增序列，對(duì)應(yīng)正弦函數(shù)幅度范圍(1 ， 255)，累加器計(jì)數(shù)范圍為(0，255);第二象限是遞減序列，對(duì)應(yīng)正弦函數(shù)幅度范圍(255， 1 )，而相位累加器計(jì)數(shù)范圍為(0，255)，還是遞增數(shù)列，所以必須靠add<9>=0，add<8>=l 組合進(jìn)行修正y=255 — 128*sin(0*ji/2*255)o第三象限對(duì)應(yīng)正弦函數(shù)幅度范圍(1 ， 0)，而相位累加器計(jì)數(shù)范圍為(0，255)，還是遞增數(shù)列，所以靠add<9>=0，add<8>=l，進(jìn)行修正y=U8 — 128*sin ( θ * ji /2*255)；第四象限弦函數(shù)幅度范圍(0，1 )，所以必須靠 add<9>=l, add<8>=l 修正。假設(shè)正弦的幅度為γ,抽樣點(diǎn)數(shù)為255個(gè)，θ為相位累加器輸出，則其離散抽樣函數(shù)的表達(dá)式為具體推導(dǎo)如下
y=U8*Sin(e*ji/2M55)，從圖四中可以看出，θ計(jì)數(shù)范圍(0，255)，共抽樣256次， 也就是說y的值被256個(gè)點(diǎn)進(jìn)行還原，而y的范圍是(1 ，255);所以θ的最大修正值為 128，所以θ是經(jīng)過邏輯校正的，而校正的理論來源就是圖四的數(shù)據(jù)，這里假設(shè)修正后值為 Δ θ = θ -y。Δ θ 范圍(-0. 5，+0. 5)。舉例來說θ =10對(duì)應(yīng)y=8. 66. Δ θ =10-8. 66=1. 34，但是Δ θ必須是整數(shù)，所以就需要Δ θ=1，θ =10時(shí)，后面邏輯運(yùn)算模塊，所做的就是減一。再如θ =234時(shí)，y=128， Δ θ =106 ；再如θ =255時(shí)，y=128, Δ θ =127，后面邏輯模塊的邏輯運(yùn)算就是減127。邏輯模塊只是靜態(tài)的邏輯設(shè)計(jì)，不涉及寄存器延時(shí)處理，所以時(shí)序處理比較簡(jiǎn)單， 圖3中可以明顯看出。而邏輯設(shè)計(jì)思路很簡(jiǎn)單，編碼也很簡(jiǎn)單，按照?qǐng)D四數(shù)據(jù)的要求，不同的θ給予不同校正系數(shù)，只是做一些簡(jiǎn)單靜態(tài)減法處理。
權(quán)利要求
1. 一種DDS中的相位幅度轉(zhuǎn)換方法，其特征在于采用相位累加器、相位幅度轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器，將θ做為抽樣點(diǎn)，θ的范圍是(0，255)，運(yùn)用如下關(guān)系式 y=128+128*sin(0*ji/2*255)把相位值Φ做為弦函數(shù)的橫坐標(biāo)抽樣點(diǎn)，得到縱坐標(biāo)也就是以取樣點(diǎn)的幅度。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種DDS中的相位幅度轉(zhuǎn)換方法，在DDS相位幅度轉(zhuǎn)換器中，累加器輸出相位θ經(jīng)邏輯校正后直接轉(zhuǎn)換為幅度；相位累加器輸出到D/A前，只經(jīng)過一級(jí)延時(shí)緩沖，相比CORDIC法相位延時(shí)量小很多；并且編程思路很簡(jiǎn)單，其基本理論來源就是將正弦函數(shù)抽樣255個(gè)點(diǎn)，并把255個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的幅度y計(jì)算出來，與θ進(jìn)行比較，而后進(jìn)行邏輯校正，逼近255個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的幅度y。在數(shù)字電視的色載波的恢復(fù)中，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)更加明顯，并且已經(jīng)成功的應(yīng)用于電視解碼芯片中的色度解碼模塊中，其產(chǎn)生載波的相位很小，可以載波完全同步。
文檔編號(hào)G06F1/035GK102354255SQ201110155200
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者宗渭鈞, 朱晨陽, 王海兵, 郭斌 申請(qǐng)人:無錫市晶源微電子有限公司