一种用于DDS的ROM压缩方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种用于DDS的ROM压缩方法及应用，属于频率合成技术领域；采用双ROM表对正弦波信号进行压缩存储；其中，第一ROM表以相位量化值作为寻址地址，幅度量化值作为存储数据，实现相幅转换；第二ROM表以幅度量化值作为寻址地址，相位量化值作为存储数据，实现幅相转换；通过引入标志位实现的双ROM表压缩存储减少了传统无相位截断ROM表中存储的零值，可减少所占用的ROM资源。除此之外，本发明专利技术采用多个相位步进对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行非均匀分割，得到多个子相位区间，以使得每个子相位区间仅包括一个临界相位点，能够进一步压缩第一ROM表的深度，在没有增加太大电路复杂度的前提下，对ROM表进行了无损压缩，进一步减小了所需ROM的容量。一步减小了所需ROM的容量。一步减小了所需ROM的容量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于DDS的ROM压缩方法及应用


[0001]本专利技术属于频率合成
，更具体地，涉及一种用于DDS的ROM压缩方法及应用。

技术介绍

[0002]直接数字频率合成技术(Direct Digital Frequency Synthesis，DDS或DDFS)从相位的概念出发进行频率合成，具有频率分辨率高、频率捷变、跳频相位连续等优点。传统DDS为得到极高的频率分辨率，对相位累加器位宽对应相幅转换查找表ROM的深度存在较高要求，而大容量ROM会带来功耗、成本和速度等各方面的的问题，因此在实际设计中通常截取相位累加器的高位作为ROM表的寻址信号，这导致了相位截断误差，使得输出频谱中引入杂散分量恶化了频谱纯度。
[0003]针对传统DDS相位截断的问题，现有技术中提出了一种无相位截断的结构，通过设计一个特殊的ROM表以及比较电路，将舍弃的相位与特定的值进行比较来修正输出幅度值，消除相位截断引起的杂散。对比于传统DDS的N位相位累加器将1/4周期正弦信号的相位(0,π/2)等间隔分割成2
N
‑2等份，对应ROM表的寻址地址总数为2
N
‑2，现有技术将1/4周期正弦信号的相位(0,π/2)对应的2
N
‑2等份重新分成间隔更大个数更少的等间隔相位区间，使各个相位区间最多仅包含1个临界相位点，得到区间最大间隔Δ＝2
N
‑
L
‑2，从而实现ROM表的最小寻址地址总数变为2
L
。ROM表每个地址下存储的内容由两个部分组成，第一部分是L
‑
1位的波形幅度量化值，第二部分是幅度量化值对应的N
‑
2位临界相位量化值的低N
‑
L
‑
2位部分。因此所需的ROM表大小为2
L
×
(N
‑
3)，其中N表示相位累加器的位宽，L表示DAC的位宽。
[0004]但是，上述方法中的ROM表中有很多空间存储的是零值，并且有很多数值是重复的，即该存储方式还存在很大的冗余。因此，提出一个可以减少冗余，节约ROM资源的压缩方法是有必要的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于DDS的ROM压缩方法及应用，其目的在于，减少无相位截断DDS所占用的ROM资源。
[0006]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种用于DDS的ROM压缩方法，包括：采用双ROM表对正弦波信号进行压缩存储，具体包括：
[0007]对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行分割，得到多个子相位区间，并对每一个子相位区间的上界值分别进行量化编码，将所得的相位量化值作为该子相位区间所对应的第一ROM表的寻址地址；将每一个子相位区间的标志位，以及其上界值所对应的波形幅度量化值顺序存储到对应的第一ROM表的寻址地址下；
[0008]对正弦波信号(0,π/2)的相位区间所对应的幅度区间进行等间隔划分，得到2
L
‑1个子幅度区间，并对每一个子幅度区间的上界值分别进行量化编码，将所得的幅度量化值作为该子幅度区间所对应的第二ROM表的寻址地址；将每一个子幅度区间上界值所对应的相
位点记为临界相位点，并将该临界相位点处的N
‑
2位相位量化值的低N
‑2‑
L位存储到对应的第二ROM表的寻址地址下；
[0009]其中，标志位用于表示子相位区间中是否包含临界相位点；L为DDS中所采用的数模转换器的位宽；N为DDS中所采用的相位累加器的位宽。
[0010]进一步优选地，当子相位区间中包含临界相位点时，子相位区间的标志位为1；当子相位区间中不包含临界相位点时，子相位区间的标志位为0。
[0011]进一步优选地，对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行均匀分割。
[0012]进一步优选地，对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行非均匀分割，得到多个子相位区间。
[0013]进一步优选地，采用多个相位步进对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行非均匀分割，得到多个子相位区间，以使得每个子相位区间仅包括一个临界相位点；其中，当切换相位步进时，基于切换点处的斜率等于上述子幅度区间的大小与下一个相位步进之比确定切换点；下一个相位步进与上一个相位步进之比为2；第一个相位步进
[0014]第二方面，本专利技术提供了一种直接数字频率合成方法，用于基于输入的频率控制字对正弦波信号进行变换，具体包括以下步骤：
[0015]S1、将频率控制字K输入到N位相位累加器中，得到N位相位量化值；将N位相位量化值的高一位作为符号标志位，且当其次高位为1时，对其低N
‑
2位进行取反操作，从而更新N位相位量化值；将N位相位量化值的低N
‑2‑
L位作为截断相位量化值，中间L位作为第一ROM表的寻址地址；
[0016]S2、基于第一ROM表寻址地址中存储内容的高1位判断当前子相位区间中是否包含临界相位点，若是，则转至步骤S3；否则，转至步骤S4；
[0017]S3、将第一ROM表寻址地址中存储内容的低L
‑
1位作为第二ROM表的寻址地址，读取第二ROM表的存储内容，与截断相位量化值进行比较，当前者大于后者时，对第一ROM表的寻址地址中的存储内容的低L
‑
1位进行减1操作；
[0018]S4、基于符号标志位对第一ROM表寻址地址中存储内容的低L
‑
1位进行幅度适配，得到L位的幅度量化值后，采用数模转换器进行数模转换，从而对正弦波信号进行变换；
[0019]其中，正弦波信号采用第一方面所提供的ROM压缩方法存储在第一ROM表和第二ROM表中。
[0020]第三方面，本专利技术提供了一种直接数字频率合成系统，包括：控制器、相位累加器和数模转换器；
[0021]其中，控制器用于执行本专利技术第二方面所提供的直接数字频率合成方法。
[0022]第四方面，当采用多个相位步进对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行非均匀分割时，本专利技术提供了一种直接数字频率合成方法，用于基于输入的频率控制字对正弦波信号进行变换，包括以下步骤：
[0023]S1、将频率控制字K输入到N位相位累加器中，得到N位相位量化值；将N位相位量化值的高一位作为符号标志位，且当其次高位为1时，对其低N
‑
2位进行取反操作，从而更新N位相位量化值；将N位相位量化值的低N
‑2‑
L位作为截断相位量化值，中间L位作为待修正地址；将待修正地址与每个切换点处的L位相位量化值进行比较以确定待修正地址所在区间
的相位步进，将待修正地址减去切换到该相位步进时的切换点处的L位相位量化值，并将所得差值与该相位步进相除后向上取整，将取整后的结果与比该相位步进小的所有相位步进下的子相位区间数量相加，得到修正后的L位地址作为第一ROM表的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于DDS的ROM压缩方法，其特征在于，采用双ROM表对正弦波信号进行压缩存储，包括：对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行分割，得到多个子相位区间，并对每一个子相位区间的上界值分别进行量化编码，将所得的相位量化值作为该子相位区间所对应的第一ROM表的寻址地址；将每一个子相位区间的标志位，以及其上界值所对应的波形幅度量化值顺序存储到对应的第一ROM表的寻址地址下；对正弦波信号(0,π/2)的相位区间所对应的幅度区间进行等间隔划分，得到2
L
‑1个子幅度区间，并对每一个子幅度区间的上界值分别进行量化编码，将所得的幅度量化值作为该子幅度区间所对应的第二ROM表的寻址地址；将每一个子幅度区间上界值所对应的相位点记为临界相位点，并将该临界相位点处的N
‑
2位相位量化值的低N
‑2‑
L位存储到对应的第二ROM表的寻址地址下；其中，所述标志位用于表示子相位区间中是否包含临界相位点；L为DDS中所采用的数模转换器的位宽；N为DDS中所采用的相位累加器的位宽。2.根据权利要求1所述的ROM压缩方法，其特征在于，当子相位区间中包含临界相位点时，子相位区间的标志位为1；当子相位区间中不包含临界相位点时，子相位区间的标志位为0。3.根据权利要求1或2所述的ROM压缩方法，其特征在于，对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行均匀分割。4.根据权利要求1或2所述的ROM压缩方法，其特征在于，对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行非均匀分割，得到多个子相位区间。5.根据权利要求4所述的ROM压缩方法，其特征在于，采用多个相位步进对正弦波信号(0,π/2)的相位区间进行非均匀分割，得到多个子相位区间，以使得每个子相位区间仅包括一个临界相位点；其中，当切换相位步进时，基于切换点处的斜率等于上述子幅度区间的大小与下一个相位步进之比确定切换点；下一个相位步进与上一个相位步进之比为2；第一个相位步进6.一种直接数字频率合成方法，其特征在于，用于基于输入的频率控制字对正弦波信号进行变换，包括以下步骤：S1、将频率控制字K输入到N位相位累加器中，得到N位相位量化值；将所述N位相位量化值的高一位作为符号标志位，且当其次高位为1时，对其低N
‑
2位进行取反操作，从而更新所述N位相位量化值；将所述N位相位量化值的低N
‑2‑
L位作为截断相位量化值，中间L位作为第一ROM表的寻址地址；S2、基于第一ROM表寻址地址中存储内容的高1位判断当前子相位区间中是否包含临界相位点，若是，则转至步骤S3；否则，转至步骤S4；S3、将第一ROM表寻...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂良启，兰佳雯，佘维华，胡锦波，郎量，黄全亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：