[發明專利]一種基于概率計算的正余弦信號的產生方法

有效

• 申請號: 201110362577.3
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102541815A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 尚生瓏;秦曉衛;周武旸;戴旭初
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 汪祥虬

1.一種基于概率計算的正余弦信號在現場可編程邏輯門陣列上的產生方法，其特征在于整個系統的構成方式為：角度產生器的輸出及常量存儲器的輸出都和轉化器的輸入端相連接，轉化器的輸出和數據處理器的輸入端相連接，數據處理器的輸出和計數器的輸入端相連接，計數器輸出計算結果；其中：

所述角度產生器，由頻率控制字的輸出和相位累加器的輸入端口相連接，相位累加器的輸出同時和自身輸入端以及相位相加器的輸入端相連接，相位控制字的輸出和所述相位相加器的另一個輸入端相連接，相位相加器的輸出接下一級，這樣配置連結所組成；每隔個時鐘周期，相位累加器累加一次由頻率控制字輸入的值，然后送往相位相加器，相位相加器將相位累加器的值與相位控制字的值進行相加，產生一個角度值，輸出給下一級；其中N為每個數所用的概率序列長度，K為并行電路的個數；所述常量存儲器存儲需要用到的概率值為和共5個；

所述轉化器，由角度產生器的輸出及常量存儲器的輸出分別和兩個寄存器的輸入端相連接，兩個寄存器的輸出分別和兩個比較器的輸入端相連接，線性反饋移位寄存器各個抽頭分別和去相關器的各相應抽頭輸入端相連接，去相關器的輸出同時和所述兩個比較器的另一輸入端相連接，該兩個比較器的輸出端分別接下一級兩個去相關器的輸入端，這樣配置連結所組成；去相關器是對線性反饋移位寄存器進行不同的抽頭，從而產生多個不相同的數據；比較器對寄存器的值及去相關器的值進行比較，輸出0或1比特序列，與寄存角度值寄存器相連的比較器輸出一個比特序列，與寄存常量寄存器相連的比較器輸出五個比特序列；

所述數據處理器：將上一級兩個比較器輸出的數據分別輸給兩組去相關器，該兩組去相關器的輸出和相互并聯的sin函數運算電路和cos函數運算電路的共同輸入端相連接，它們的共同輸出端接一下級；sin函數運算電路的連接方式為：cos運算器的輸出分別和去相關器的輸入端及乘法器的輸入端相連接，sin運算器的輸出同時和另一個相關器的輸入端以及與cos運算器輸出端相連的乘法器的另一輸入端相連接，兩個去相關器的輸出分別和另一個乘法器的兩個輸入端相連接，兩個乘法器的輸出分別接下一級；cos函數運算電路的連接方式為：cos運算器的輸出和去相關器的輸入端以及乘法器的輸入端相連接，去相關器的輸出和乘法器的另一輸入端相連接，乘法器的輸出接下一級，sin運算器的輸出和另一個去相關器的輸入端以及另一個乘法器的輸入端相連接，同sin運算器相連接的去相關器的輸出和同sin運算器相連接的乘法器的另一輸入端相連接，同sin運算器相連接的乘法器輸出接下一級；與輸出一個比特序列比較器相連的去相關器由六個位寬為1的緩沖器串聯組成，對每個緩沖器進行一次抽頭，輸出六個不相關的比特值；與輸出五個比特序列比較器相連的去相關器由六個位寬為5的緩沖器串聯組成，對其中一個緩沖器進行一次抽頭，輸出五個不相關的比特值；

由sin函數運算電路完成公式sinθ＝sintcost+sintcost中sintcost的計算，其中θ為角度值，

由cos函數運算電路完成公式cosθ＝cos²t-sin²t中cos²t以及sin²t的計算；

由sin運算器完成公式sint=t[1-16t2(1-120t2)]]]>的計算；

由cos運算器完成公式cost=1-12t2[1-112t2(1-130t2)]]]>的計算；

sin運算器的連接方式為：第一級，取1的概率都為角度值大小的四個比特，按兩個一組分別接兩個與門的輸入，該兩個與門的輸出接第二級；第二級，取1的概率為的一個比特和第一級的一個與門輸出分別接一個與非門的輸入，取1的概率為的一個比特和第一級的另一個與門輸出分別接一個與門的輸入，第二級的與非門和與門輸出接下一級；第三級，第二級的與非門和與門輸出分別接一個與非門的輸入，第三級的與非門輸出接下一級；第四級，第三級的與非門的輸出和取1的概率為角度值大小的一個比特分別接一個與門的輸入，第四級的與門進行輸出；

cos運算器的連接方式為：第一級，取1的概率都為角度值大小的六個比特，按兩個一組分別接三個與門的輸入，該三個與門的輸出接第二級；第二級，取1的概率為的一個比特和第一級的一個與門輸出分別接一個與非門的輸入，取1的概率為的一個比特和第一級的第二個與門輸出分別接一個與門的輸入，取1的概率為的一個比特和第一級的第三個與門輸出分別接第二個與門的輸入，第二級的一個與非門、兩個與門的輸出接下一級；第三級，第二級的與非門和第一個與門輸出分別接一個與非門的輸入，第三級的與非門的輸出接下一級；第四級，第三級的與非門和第二級的第二個與門輸出分別接一個與非門的輸入，第四級的與非門進行輸出；

所述計數器，將上一級輸出的數據輸給象限判斷，象限判斷的輸出和加減法器的輸入端相連接，加減法器將結果輸出給其他系統使用；這樣配置連結所組成；在計算sin函數時，如果角度值處于第一及第二象限，則對sinθ執行sintcost+sintcost操作，如果角度值處于第三及第四象限，則對sinθ執行-sintcost-sintcost操作；在計算cos函數時，如果角度值處于第一及第四象限，則對cosθ執行cos²t-sin²t操作，如果角度值處于第二及第三象限，則對cosθ執行sin²t-cos²t操作；每個時鐘周期，先對計算的角度值進行象限判斷，然后經過加減法器進行數據統計，每隔個時鐘周期，加減法器將正余弦函數值輸出到系統輸出端口；其他系統只要接入該系統輸出端口就能得到正余弦信號。