[发明专利]一种正交低杂散直接数字频率合成器

摘要

一种正交低杂散直接数字频率合成器，在传统DDS结构上增加幅度延时控制模块来调整输出正余弦信号的幅相不一致性；用正余弦查询表及幅度补偿单元代替传统的正余弦查询表，实现经相位调制后的相位值到正余弦幅度值的转换，经转换的正余弦信号采用正交两路输出。所述正余弦查询表及幅度补偿单元包括对称性压缩算法单元、正弦-相位差算法单元和幅度补偿算法单元，对称性压缩算法单元利用正余弦函数的对称性来压缩ROM表容量；正弦-相位差算法单元利用正弦-相位差法对ROM查询表的位宽进行压缩；幅度补偿算法单元采用幅度补偿算法对对正弦-相位差算法单元输出的正余弦序列进行幅度补偿运算，以有效抑制相位截断误差带来的杂散分量。

主权项

一种正交低杂散直接数字频率合成器，包括相位累加器、相位调制器、正余弦查询表、数模转换器和低通滤波器，相位累加器将输入的频率控制字进行累加产生相位值截断，经相位调制模块调制后查询正余弦查询表，把相位值转换为幅度值，由数模转换器转换成模拟正余弦信号，再经低通滤波器滤除毛刺噪声输出；其特征在于：增加幅度延时控制模块来调整输出正余弦信号由于后续模拟电路带来的幅相不一致性；用正余弦查询表及幅度补偿单元代替正余弦查询表，用于实现经相位调制后的相位值到正余弦幅度值的转换，经转换的正余弦信号采用正交两路输出，所述正余弦查询表及幅度补偿单元包括对称性压缩算法单元、正弦‑相位差算法单元和幅度补偿算法单元三部分，所述对称性压缩算法单元，利用正余弦函数的对称性来压缩ROM表容量，只存储π/2弧度的采样值，从而将ROM表的容量压缩为原来的1/4，并控制P位相位地址的最高两位输出正余弦信号的符号；所述正弦‑相位差算法单元，利用正弦‑相位差法对ROM查询表的位宽进行压缩，只存储正弦和余弦在π/4弧度范围内的采样值，将ROM表中存储的波形幅度压缩2个比特，硬件电路中用加法器将查询结果与相应的相位地址相加来得到正确波形，相位地址的次次高位控制查询相位地址的取反运算，并且控制两个2:1MUX电路来选择正确的正余弦信号波形；所述幅度补偿算法单元，综合考虑相位截断误差序列ξP(n)和幅度量化误差序列ξA(n)的影响，采用幅度补偿算法对对正弦‑相位差算法单元输出的正余弦序列进行幅度补偿运算，以有效抑制相位截断误差带来的杂散分量，最终得到需要的正余弦输出序列。