[发明专利]一种可由SPI配置数字域时钟相位的DDS系统

说明书

本发明涉及一种可由SPI配置数字域时钟相位的DDS系统，在常规DDS系统的数字域中增加一个SPI灵活配置的时钟延迟模块，通过控制数字域时钟延迟来控制DDS系统数字域输出数据的延迟时间，从而可以调节数字域输出信号与模拟域MUX控制选通信号的相位关系，避免出现数字域输出数据二合一时发生时序错乱。本发明引入的可由SPI灵活控制的时钟延迟模块通过SPI模块进行配置，输出32级不同相位关系的时钟，并且可以在任意时间和任意工作模式对时钟进行相位调节，极大的增强了DDS系统数字域数据输出相位的冗余度。

技术领域

本发明涉及一种DDS系统，尤其涉及一种可由SPI配置数字域时钟相位的DDS系统。本发明直接应用于信号处理领域。

背景技术

直接数字频率合成(DDS，Direct Digital Synthesizer)是一种直接采用数字技术产生数字波形，再由数模转换器(DAC，Digital Analog Convert)转换成模拟波形输出的高效频率合成技术，它具有频率分辨率高、频率切换快、频率切换时相位连续等优点，因而广泛应用于雷达、通信、软件无线电等系统中。

传统的DDS如图1所示，DDS系统首先需要在数字域对输入频率控制字完成相位累加和相幅转换功能再将处理后的幅度信号送到模拟域。由于数字域时钟频率一般很难在高频(1GHz以上)的系统时钟下实现复杂数字信号处理，因此需要首先对系统时钟进行分频处理，让数字域在系统时钟的二分频下完成数字运算，然后在模拟域对低频数字信号进行时分复用，对数据进行MUX二合一，使得数据转换到原来系统时钟的频率下传送到数模转换器内。其中模拟域的MUX单元选通信号是时钟管理单元输出高频系统时钟经过模拟域的时钟树延迟后形成的控制信号，而该MUX单元的输入信号是经过相幅转换后由数字域输出的幅度信号。

传统DDS系统的系统时钟是由时钟管理单元生成并输出到数字域和模拟域，但是数字域的时钟和模拟域的时钟路径完全不同，造成两路时钟的延迟也不同。尽管在设计阶段通常会对数字域时钟树和模拟域时钟树的延迟进行差异最小化处理，但是由于工艺、温度、电压等影响，也不能避免最终芯片测试阶段数字域时钟树和模拟域时钟树延迟完全一致，从而可能导致在MUX单元进行数据二合一时，模拟域MUX输入端的数据变化时刻和MUX控制信号变化时刻不能保持一致，最终输出到DAC的数据可能出现时序错乱。

发明内容

为了克服上述常规DDS系统的数字域时钟树和模拟域时钟树延迟不同导致MUX单元时序错乱的潜在风险，本发明提供了一种可由SPI配置数字域时钟相位的DDS系统，用于调节数字域输出数据的延迟时间。

本发明的目的通过如下技术方案来实现的：一种可由SPI配置数字域时钟相位的DDS系统，包括时钟管理单元、SPI灵活配置的时钟延迟模块、SPI配置模块、时钟分频器、时钟延迟单元、乘法器单元、相位累加器、加法器单元、相幅转换器I、相幅转换器II、寄存器I、寄存器II、MUX选择单元、数模转换器、数字域时钟树延迟结构和模拟域时钟树延迟结构；