基于低延迟的精确频率输出方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及频率调节领域，提供一种基于低延迟的精确频率输出方法及系统，包括：获取输入角度θ，通过输入角度θ计算获得输入向量W(x3,y3)，输入角度θ表示为38位的2进制数θ[37:0]，将θ[37:0]分割为θ[37:34]、θ[33:20]和θ[19:0]；通过初始向量W(x3,y3)、θ[33:20]和第一公式构建查找表，通过查找表获取向量A(x17,y17)；通过向量A(x17,y17)、θ[19:0]和第二公式计算获得向量B(x37,y37)，x37为对应正弦值，y37为对应余弦值；通过θ[37:34]对对应正弦值和对应余弦值进行映射，获得输出正弦值和输出余弦值。本发明专利技术改进了传统的相位累加器设计，允许频率控制字不再是整数，而可以是十进制，实现用户所期望的精确频率的输出；采用低时延CORDIC算法设计，建立查找表，减小电路面积，并且减小了输出时延。并且减小了输出时延。并且减小了输出时延。

【技术实现步骤摘要】
基于低延迟的精确频率输出方法及系统


[0001]本专利技术涉及频率调节领域，尤其涉及一种基于低延迟的精确频率输出方法及系统。

技术介绍

[0002]直接数字频率合成器(DDS)电路由相位累加器和相位
‑
幅度转换器组成。相位累加器由一个加法器和一个反馈寄存器组成，用于累加频率控制字和控制信号输出频率。相位
‑
幅度转换器允许将输入角度映射为三角值，这通常是使用基于坐标旋转数字计算机(CORDIC)的算法实现的。目前，DDS电路设计的重点是产生以16位定点数字表示的10
‑
5阶正弦/余弦波信号输出。然而，在诸如精密仪器、图像视觉处理和三维机器人等实时控制领域，通常需要生成更精确的正弦/余弦波输出。为了使用CORDIC算法生成由32位定点数字表示的10
‑
10
阶超高精度正弦/余弦值，至少需要32级迭代，因此输出延迟必须至少为32个时钟周期。目前，超高精度DDS通常是在DSP或微处理器的基础上通过浮点运算实现的，整个计算过程将消耗大量处理器资源和较长的计算时间，难以适应时序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低延迟的精确频率输出方法，其特征在于，包括：S1：获取输入角度θ，通过所述输入角度θ计算获得输入向量W(x3,y3)，所述输入角度θ表示为38位的2进制数θ[37:0]，将所述θ[37:0]分割为θ[37:34]、θ[33:20]和θ[19:0]；S2：通过所述初始向量W(x3,y3)、所述θ[33:20]和第一公式构建查找表，通过所述查找表获取向量A(x
17
,y
17
)；S3：通过所述向量A(x
17
,y
17
)、所述θ[19:0]和第二公式计算获得向量B(x
37
,y
37
)，x
37
为对应正弦值，y
37
为对应余弦值；S4：通过所述θ[37:34]对所述对应正弦值和所述对应余弦值进行映射，获得输出正弦值和输出余弦值。2.根据权利要求1所述的基于低延迟的精确频率输出方法，其特征在于，步骤S1具体为：S11：将所述输入角度θ的值限定为[0,π/8)，所述输入角度θ的弧度值表示为其中b
k
表示输入角度θ中第k位对应的二进制数，b
k
∈{0,1}，k表示输入角度θ的位数，2≤k≤N，N的值为35；k＝2时，取所述输入角度θ的第5位；k＝35时，取所述输入角度θ的第38位；S12：令输入角度θ的位数k对应的位值为：r
k
＝2b
k
‑
1，则所述输入角度θ表示为：其中，为初始角度，S13：通过所述初始角度计算获得缩放因子K
n
，计算公式如下：S14：通过所述缩放因子K
n
计算获得输入向量W(x3,y3)，计算公式如下所示：其中，(x0,y0)＝(Kn,0)。3.根据权利要求2所述的基于低延迟的精确频率输出方法，其特征在于：所述第一公式的表达式如下：其中，x
k
表示输入角度θ的位数k对应向量的横坐标，y
k
表示输入角度θ的位数k对应向量的纵坐标。4.根据权利要求3所述的基于低延迟的精确频率输出方法，其特征在于，步骤S2具体为：S21：将所述θ[33:20]划分为θ[33:27]和θ[26:20]，获得所述θ[26:20]对应的r3至r9的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭玉龙，姚亚峰，付东兵，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：