[發(fā)明專利]高準確度正余弦波及頻率產生器及相關系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380005612.3
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN104067195A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 戴維·J·霍伊爾
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G06F1/035
• 分類號: G06F1/035;G06F1/03
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

優(yōu)先權申請

本申請案主張2012年1月18日申請的標題為“高準確度正余弦波及頻率產生器及相關系統(tǒng)及方法(HIGH ACCURACY SIN-COS WAVE AND FREQUENCY GENERATORS，AND RELATED SYSTEMS AND METHODS)”的第61/587,689號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權，所述申請案的全文特此以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發(fā)明的技術涉及基于正弦及余弦值計量頻率信號的頻率產生器。

背景技術

在眾多行業(yè)中，常見使用各種方法從現(xiàn)有或產生的輸入信號近似正弦(sin)及/或余弦(cos)(正余弦)波信號。此信號近似用于數(shù)據(jù)及語音通信，包含電信及娛樂行業(yè)中的音頻及視覺通信。其它用途可包含為用于開發(fā)及制造電子組件或用于對有故障電子組件進行故障檢測的測試設備提供信號。使用信號近似的一個實例實施于具有音調產生器的調制解調器中。產生的音調可用于快速傅立葉變換旋轉因子產生、頻移校正及多普勒頻移校正。

先前已按各種程度的精度及效率實施正余弦波信號近似的各種實施方案。常見方法為提供預計算(正余弦)值的極大查找表，其中近似的準確度取決于表的大小(即，預計算值的數(shù)目)。傳統(tǒng)上，查找表的大小約為2^{準確度等級}，導致指數(shù)級變大的表，而準確度增加很小。在一些情況下，大查找表已與線性內插配對以減少其大小。與多項式曲線擬合組合的系數(shù)的表也已用以近似曲線。然而，硬件成本增加，因為需要更多表，且多項式方程增加了計算的復雜度。無限脈沖響應(IIR)濾波器可產生正弦波，但遞歸計算的穩(wěn)定性具有高的精度衰減速率，即使僅在少數(shù)循環(huán)內是需要的。

在近似正余弦波的現(xiàn)有方法中的任一者的情況下，在準確度、成本及效率之間會有權衡。為了實現(xiàn)更大準確度，可存儲更多數(shù)據(jù)及/或可執(zhí)行更復雜計算。這可導致基于所需硬件的量及復雜度的較高硬件成本及對處理時間及能力的增加需求。因此，需要開發(fā)可近似正余弦波信號同時實現(xiàn)高準確度等級而不會招致成本的典型增加及效率的降低的頻率產生器。

發(fā)明內容

詳細描述中所揭示的實施例包含高準確度正弦及/或余弦(正余弦)波及頻率產生器及相關系統(tǒng)及方法。在本文中所揭示的非限制性實施例中，正余弦波產生器可提供用于具有低硬件成本及小查找表要求的正余弦波產生的高度準確的正余弦值。本文中所揭示的實施例可包含用以基于相位輸入進行正余弦曲線的算術近似的電路。所述電路可與點查找表及校正查找表通信。所述表可接收所述相位輸入及將所述相位輸入與同相位相關聯(lián)的主正余弦端點匹配及與所述相位的校正值匹配。可將基于所述相位輸入選擇的這些值傳達給轉換器電路，其中將算術功能應用于所述值，產生正余弦曲線值。

就此方面，在一個實施例中，提供一種頻率產生器。所述頻率產生器包含相位累加器，其經配置以產生表示相位角的相位信號。與所述相位累加器通信的正余弦轉換器接收所述相位信號作為相位輸入。所述正余弦轉換器產生正余弦曲線值作為轉換器輸出。所述正余弦曲線值約等于在預定義容限內的所述相位角處的正余弦值。所述正余弦轉換器進一步包含點查找表，其具有在第一角度范圍中處于預定義間隔的主正余弦端點。所述主正余弦端點中的每一者包括在所述間隔當中的給定角度處的所述正余弦曲線值。所述正余弦轉換器還包含校正查找表，其具有表示在所述點查找表中的兩個相關聯(lián)的主正余弦端點之間的第二角度范圍中處于間隔的次正余弦端點之間的差的多個校正值，及在所述間隔當中的給定角度處的所述正余弦曲線值的近似。所述正余弦轉換器的點選擇電路從所述點查找表提供與所述相位角的第一側相關聯(lián)的第一主正余弦端點，及與所述相位角的第二側相關聯(lián)的第二主正余弦端點。所述正余弦轉換器的校正選擇電路從所述校正查找表提供與所述第一主正余弦端點相關的第一校正值及與所述第二主正余弦端點相關的第二校正值。所述正余弦轉換器的轉換器電路在轉換器輸出信號中基于所述第一及第二主正余弦端點及所述第一及第二校正值提供在所述相位角處的所述正余弦曲線值。以此方式，可從主正余弦端點計算所述校正值，所述主正余弦端點可被重復應用于具有相同校正值的相位角而不必存儲整個單位圓的大量正余弦值。