一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器及rom壓縮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及頻率合成技術(shù)，特別涉及一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器及ROM 壓縮方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直接數(shù)字頻率合成器(DDS)具有較寬的相對帶寬、快速頻率捷變、高頻率分辨率、 輸出相位連續(xù)、可輸出寬帶正交信號、可編程和全數(shù)字化便于集成等優(yōu)越性能。然而DDS極 小的頻率分辨率要求較大的頻率控制字位寬以及與之對應(yīng)的ROM(Read On 1 y Memory)深 度，在實際實現(xiàn)中僅取相位累加器的高位輸出作為查找表尋址信號，這導致了 DDS的相位截 短誤差，也是DDS雜散的主要來源。其次，ROM有限的位寬導致了DDS輸出波形的幅度量化誤 差。除此之外，DAC(Digital to Analog Converter)轉(zhuǎn)換誤差也會進一步惡化DDS的性能。 針對ROM硬件消耗過大的問題，Chren提出了兩種基于余數(shù)系統(tǒng)的直接數(shù)字頻率合成器，這 兩種DDS都利用了波形的對稱性只存儲了 1/4波形。但是，他提出的此種DDS中為了存儲1/4 波形而增加的邏輯控制單元是有錯誤的，也未給出改正的結(jié)果，其運行速度慢，性能較低。 因此急需一種既能夠?qū)Σㄐ芜M行壓縮，而又不增加額外控制單元的DDS。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明在于提供一種壓縮程度高且不增加額外控 制單元、運行速度快的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器及ROM壓縮方法。
[0004] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器的ROM壓縮方法，包括如下步驟：
[0006] 利用中國剩余定理對待存儲波形在一個余弦周期內(nèi)進行余數(shù)化，得到余數(shù)化值；
[0007] 根據(jù)所述余數(shù)化值得到量化值，其中，在ROM中存儲待存儲波形的所述量化值，將 所述余數(shù)化值作為查找表地址；
[0008] 利用余弦函數(shù)的對稱性對所述量化值的個數(shù)進行壓縮，得到壓縮的量化值。
[0009] 進一步地，所述利用中國剩余定理對待存儲波形在一個余弦周期內(nèi)進行余數(shù)化包 括：
[0010] 待存儲波形的一個周期表示為：
[0011 ] cos(2jtC>/M)，Φ = [0，M]，令余數(shù)基為{mi，m2, · · ·眞}，其中.滅=Π,=1"?? ，.
[0012]根據(jù)中國剩余定理，


[0016] 其中，Φ?為余數(shù)化值 為量化值，i、L均為正整數(shù)，r xM為一常 ? 數(shù)。
[0017] 進一步地，所述利用余弦函數(shù)的對稱性對所述量化值進行壓縮包括，
[0018] 利用公式C〇S0 = cos(-0)，對所述量化值進行1/2壓縮，對于函數(shù)
[0020] 在ROM中存儲％=0,1,_"，[_碼/2」的肌/2個量化值。
[0021] 進一步地
，用余弦函數(shù)的量化值近似得到對應(yīng)的正 弦函數(shù)的量化值，并對所述正弦函數(shù)的量化值進行修正。
[0022] 進一步地，所述用余弦函數(shù)的量化值近似得到對應(yīng)的正弦函數(shù)的量化值，并對所 述正弦函數(shù)的量化值進行修正包括，
[0023] 在地址為Φi、Φi+Xi和Φi+2Xi中存儲余弦函數(shù)量化值分別為coseuof^和COS0 3， 利用sinA i ? Δ i，cos Δ i ? 1修正誤差，得到sin9i ? cos02+A i · cos93,其中Δ i為修正角度 誤差；
[0024]當需要近似的正弦函數(shù)值地址為Φ i+Xi時，則

[0026] 當πη為4的倍數(shù)時，所述近似的正弦函數(shù)的量化值沒有誤差，此時sineiicose；^，不 需要修正；
[0027] 當nu是2的倍數(shù)，但不是4的倍數(shù)，即mi = 4k+2時，k為整數(shù)：
[0029] 本發(fā)明同時提供一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器，包括第一地址轉(zhuǎn)換單元， 查找表單元，
[0030] 所述第一地址轉(zhuǎn)換單元連接所述查找表單元，用于接收相位控制量的余數(shù)化值輸 入，將所述余數(shù)化值轉(zhuǎn)換為與所述查找表單元匹配的第一地址值；
[0031] 所述查找表單元用于根據(jù)所述第一地址值，查表得到對應(yīng)的第一量化值進行輸 出；
[0032] 所述查找表單元存儲有利用中國剩余定理得到的余弦函數(shù)的余數(shù)化值與余弦函 數(shù)半個周期的波形量化值。
[0033] 進一步地，還包括近似地址計算單元、第二地址轉(zhuǎn)換單元，
[0034] 所述近似地址計算單元連接所述第二地址轉(zhuǎn)換單元，用于接收所述余數(shù)化值與近 似參數(shù)并計算，將計算得到的結(jié)果輸出；
[0035] 所述第二地址轉(zhuǎn)換單元連接所述查找表單元，分別用于將所述近似地址計算單元 輸出的結(jié)果轉(zhuǎn)換為與所述查找表單元匹配的第二地址值；
[0036] 所述查找表單元還用于根據(jù)所述第二地址值，查表得到對應(yīng)的第二量化值進行輸 出；
[0037] 所述近似參數(shù)根據(jù)中國剩余定理得到的余弦函數(shù)的余數(shù)基確定。
[0038] 進一步地，還包括修正地址計算單元、第三地址轉(zhuǎn)換單元、修正單元，
[0039] 所述修正地址計算單元分別連接所述近似地址計算單元、所述第三地址轉(zhuǎn)換單 元，用于接收所述近似地址計算單元輸出的結(jié)果與所述近似參數(shù)并計算，將計算得到的結(jié) 果輸出；
[0040] 所述第三地址轉(zhuǎn)換單元連接所述查找表單元，用于將所述修正地址計算單元輸出 的結(jié)果轉(zhuǎn)換為與所述查找表單元匹配的第三地址值；
[0041] 所述查找表單元還用于根據(jù)所述第三地址值，查表得到對應(yīng)的第三量化值進行輸 出；
[0042] 所述修正單元連接查找表，用于根據(jù)所述第三量化值與修正系數(shù)，對所述第二量 化值進行修正。
[0043]進一步地，所述修正系數(shù)根據(jù)所述余數(shù)基確定。
[0044] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果
[0045] 1、本發(fā)明的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器的ROM壓縮方法首先利用中國剩 余定理完成量化值的存儲，將余數(shù)化值作為查找表的地址，在此利用余弦波形的對稱性對 量化值進行1/2壓縮，減少了存儲所需的空間；同時由于余數(shù)化值的位寬較低，讀寫效率高， 從而提高了運行效率。
[0046] 2、本發(fā)明的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器的ROM壓縮方法通過使用余弦函 數(shù)的量化值去近似得到正弦函數(shù)的量化值，不需要額外存儲正弦函數(shù)量化值，進一步的壓 縮了 1/2的存儲空間。
【附圖說明】
[0047] 圖1所示是本發(fā)明的一個具體實施例的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器的 ROM壓縮方法流程圖。
[0048] 圖2所示是本發(fā)明的一個具體實施例的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器模塊 框圖。
[0049] 圖3所示是本發(fā)明的一個具體實施例的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器模塊 框圖。
[0050] 圖4所示是本發(fā)明的一個具體實施例的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器模塊 框圖。
[0051] 圖5所示是本發(fā)明的一個具體實施例的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器結(jié)構(gòu) 圖。
【具體實施方式】
[0052]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范 圍。
[0053] 實施例1:
[0054] 圖1所示是本發(fā)明的一個具體實施例的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器的 ROM壓縮方法流程圖，包括：
[0055] 利用中國剩余定理對待存儲波形在一個余弦周期內(nèi)進行余數(shù)化，得到余數(shù)化值；
[0056] 根據(jù)所述余數(shù)化值得到量化值，其中，在ROM中存儲待存儲波形的所述量化值，將 所述余數(shù)化值作為查找表地址；
[0057]利用余弦函數(shù)的對稱性對所述量化值的個數(shù)進行壓縮，得到壓縮的量化值。
[0058]所述利用中國剩余定理對待存儲波形在一個余弦周期內(nèi)進行余數(shù)化包括：
[0059]設(shè)待存儲波形的一個周期表示為：

[0065] 其中，Φ?為余數(shù)化值， 為量化值，i、L均為正整數(shù)，rxM ， 為一常數(shù)。
[0066]
的量化值，而相位 累加器的余數(shù)化值作為各查找表的地址，由于〇:位寬較低，從而可以提高其運行速 度。
[0067] 所述利用余弦函數(shù)的對稱性對所述量化值進行壓縮包括，
[0068] 利用公式cos0=cos(_0)，對所1述量化值進行1/2壓縮，具體的：
來說只存儲Φ; = 〇，.1,…,1_叫./2」的量化值，那么對于Φ,· = [_w//2」+ 1，1_叫/2」+ 2,…，-1時則 有：
[0070] 上式中nu-Oi的取值范圍恰好在所存儲的量化值中，那么只需將nu-Oi作為地址 即可得到量化值，在某些余數(shù)基的情況下為了判斷條件的便利也會多存一個值。
[0071] 本發(fā)明的一種基于余數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字頻率合成器的ROM壓縮方法首先利用中國剩余 定理完成量化值的存儲，將余數(shù)化值作為查找表的地址，在此利用余弦波形的對稱性對量 化值進行1/2壓縮，減少了存儲所需的空間；同時由于余數(shù)化值的位寬較低，讀寫效率高，從 而提高了運行效率。
[0072]
，用余弦函數(shù)的量化值近似得到對應(yīng)的正 弦函數(shù)的量化值，并對所述正弦函數(shù)的量化值進行修正。
[0073] 進一步地，所述用余弦函數(shù)的量化值近似得到對應(yīng)的正弦函數(shù)的量化值，并對所 述正弦函數(shù)的量化值進行修正包括，
[0074] 假設(shè)已知cos9的地址為Φ?時，
_，假設(shè)在存儲余 弦函數(shù)量化值的ROM去近似sin0的地址為Φi+Xi。當Φ i+Xi 2 mi時，考慮到存儲的量化值是周 期性的，令地址為即可，下面用〇1+&作為地址值進行說明，于是
[0078]具體Xi的取值根據(jù)余數(shù)基πη值不同而不同，有以下三種情況：
[0079] (l)nu是4的倍數(shù)

[0082]可以看出，此時用余弦函數(shù)的量化值去近似正弦函數(shù)量化值時沒有誤差，不需要 修正。
[0083] (2)nu是2的倍數(shù)，但不是4的倍數(shù)