[發明專利]直接數字頻率合成方法和直接數字頻率合成器

有效

• 申請號: 201410340412.X
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN105450224B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 吳驊剛
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H03L7/24
• 分類號: H03L7/24
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 舒丁

本發明公開一種直接數字頻率合成方法，包括以下步驟：相位累加模塊根據頻率合成字計算得到第一相位；根據所述第一相位，通過預設的正弦查找表查找得到幅度值；根據所述幅度值，通過預設的相位查找表查找得到第二相位；若所述第二相位小于第一相位，則對所述幅度值進行調整后輸出；否則輸出原幅度值；數模轉換器根據輸出的幅度值進行數模轉換得到正弦波輸出；其中，對于N位的相位累加模塊和D位的數模轉換器，所述預設的相位查找表包含2^D?1?1個對應于0～2^D?1?2幅度的相位邊界值記錄，每個相位邊界值采用N?2位存儲。還公開一種應用上述方法的直接數字頻率合成器。上述方法和合成器可以以較低的成本提高頻率調節精度。

技術領域

本發明涉及數字信號處理，特別是涉及一種直接數字頻率合成方法和一種直接數字頻率合成器。

背景技術

在一些需要進行正弦波的頻率調節的應用中，對頻率的可調性要求很高。例如PZT架構的陀螺儀傳感器的共振頻率的調節，其頻率的可調性要達到0.1赫茲以下。DDS(DirectDigital Synthesizer，直接數字頻率合成)提供了一種以數字方式來精確控制正弦頻率的方法。

DDS的工作原理是基于正弦波每隔2π相角循環一次的特性，利用相位累加模塊(N位)來等分0～2π相位為2^N個單元，再根據不同的頻率要求，每隔一段時間增加一個頻率控制字的角度到相位累加模塊中，可以由相位累加模塊輸出的相角經正弦查表得出信號幅度，經數模轉換得到正弦波的輸出。其中相位累加模塊的溢出代表一個2π相角的循環。

對于一個頻率控制字為M的一次調節，經N位的相位累加模塊的處理，DDS最終正弦波的頻率f_o與工作基頻f_c具有如下關系：

f_o＝(M×f_c)/2^N。

當2^N/M為整數時，該次調節不會出現相位截斷，而其他情況則會因為相位截斷會有大大小小的誤差。因此，傳統的DDS實際上能夠輸出的頻率精度十分有限，也限制了其應用范圍。

另一方面，如上所述，目標信號的幅度生成是通過正弦查找表實現的?；趥鹘y的DDS，仍然可以通過減少相位累加模塊舍棄相位的位數，增加正弦查找表的大小，從而減少相位舍棄誤差。但是正弦查找表的深度是與地址位數成指數關系的，無法使用的合理的成本來構建一個龐大的正弦查找表以降低相位誤差。

發明內容

基于此，有必要提供一種低成本且可以減少相位截斷誤差的直接數字頻率合成

一種直接數字頻率合成方法，包括以下步驟：

相位累加模塊根據頻率合成字計算得到第一相位；

根據所述第一相位，通過預設的正弦查找表查找得到幅度值；

根據所述幅度值，通過預設的相位查找表查找得到第二相位；

若所述第二相位小于第一相位，則對所述幅度值進行調整后輸出；否則輸出原幅度值；

數模轉換器根據輸出的幅度值進行數模轉換得到正弦波輸出；

其中，對于N位的相位累加模塊和D位的數模轉換器，所述預設的相位查找表包含2^D-1-1個對應于0～2^D-1-2幅度的相位邊界值記錄，每個相位邊界值采用N-2位存儲。

在其中一個實施例中，和是相位累加模塊在第一象限的相鄰數值，獲得所述預設的相位查找表的步驟包括：