[发明专利]利用Δ-∑调制的信号误差校正的方法和装置

说明书

技术领域

本申请总体上涉及频率合成器，并且更具体地，涉及用于在数控振荡器中生成误 差校正信号的方法和装置。

背景技术

直接数字合成器(DDS)是如下的一类数字振荡器，该数字振荡器能够从单个固 定频率、参考振荡器，生成在各种可容易调整的频率下的波形的范围。然而，相对于 诸如由GPS提供的这样绝对时间基础或其它这种标准时间基础参考，参考振荡器总 是经受精确性和稳定性的误差。参照图1，图1示出了示例DDS10的简化框图。DDS 10包括参考时钟振荡器12，在这个示例中该参考时钟振荡器12示出为压电晶体振荡 器。DDS10包括数控振荡器(NCO)14。在这个具体示例中，DDS10包括：数模转 换器(DAC)16和低通滤波器(LPF)18，该低通滤波器(LPF)18用于产生模拟输 出信号，但是在其它的示例中，来自NCO14的数字信号输出可以在不具有模拟转换 的情况下进行使用。NCO14接收来自参考振荡器12的固定频率振荡器定时信号，并 且在所选择的频率下创建具有所需波形(例如，在许多实施方式中，是正弦曲线)的 数字信号。

用于生成固定频率振荡器信号的参考振荡器12通常是压电晶体振荡器。压电晶 体振荡器使用振荡晶体(诸如石英)的机械共振，来创建具有非常精确频率的信号。 基于晶体的外形和安装，晶体振荡器的使用是需要的，这是由于它们在生成精确频率 的电信号方面的稳定性。晶体振荡器具有精确性和稳定性，但是有时由环境因素(诸 如，温度)和有时由于晶体的老化，导致了它们容易产生短期和长期漂移。短期和长 期漂移影响了使用在NCO14中的所生成的时钟信号的相位和/或频率。这个导致了 晶体振荡器的标称工作频率的相对频率偏移。在一些实施方式中，参考振荡器12可 以是除了压电晶体之外的定时源。几乎所有的定时源经受一定量的精确性和稳定性漂 移困扰。来自参考振荡器的振荡器信号中的误差直接地导致了由NCO14产生的信号 的相位和/或频率中的误差。

由于来自参考振荡器的信号中的误差，所以已使用各种方法来对由直接数字合成 器生成的信号中的输出误差加以校正。作为示例，在晶体振荡器的情况下，通过输入 电压可以调整晶体共振电容负载。针对晶体电容的调整可以偏置或部分地补偿漂移误 差。在另一个示例中，来自参考振荡器的振荡器信号中的误差的影响，可以NCO中 通过改变具有使用在数控振荡器中的恒定偏置的频率字(即，调整步长)加以校正。 不幸的是，这些当前方法可以是过于复杂和/或缺乏用于调整漂移误差必要的精细的 精确性。

附图说明

通过示例的方法，现将参照示出本申请的示例实施方式的附图，并且其中：

图1示出直接数字合成器的简化方框图；

图2示出使用直接数字合成器中的数控振荡器的部分方框图；

图3示出根据本申请的一方面的数控振荡器的一个示例的简化方框图；

图4以方框的形式示出与误差测量电路一起的示例数控振荡器；以及

图5示出具有共享公共参考振荡器和误差测量电路的多个DDS的示例系统的框 图；

图6以方框的形式示出与误差测量电路一起的数控振荡器的另一个示例。

具体实施方式

描述了用于参考振荡器的长期相位漂移的补偿的方法、装置和系统。所述参考振 荡器可以在诸如数控振荡器中生成数字输出信号。所述方法包括以下步骤：确定振荡 器信号中的与外部时间基础比较的相位误差；对所述相位误差进行Δ-∑调制(Delta- Sigmamodulation)，以生成Δ-∑误差比特流；基于所述Δ-∑误差比特流，在每个时钟 周期中从相位增量值对误差校正步长进行有条件地相加或相减，以创建调制相位增量 值；以及将所述调制相位增量值相加至相位累加器，以生成误差校正输出数字信号。 Δ-∑基础误差校正方法避免了使用乘法器。如果由相同参考振荡器驱动，则相同的 Δ-∑误差信号能够在被配置为不同输出频率的多个数控振荡器中加以使用。