數(shù)字控制振蕩器,數(shù)字控制振蕩器的概述，組成，性能參數(shù)，原理
在實際的通信系統(tǒng)中，攜帶數(shù)字信息的信號通常是由某種類型的載波調(diào)制方式發(fā)送的，傳送信號的帶寬限制在以載波為中心的一個頻段上，如雙邊帶調(diào)制，或在鄰近載波的頻段上，如單邊帶調(diào)制。無論何種調(diào)制方式，在發(fā)送端均需要一個高頻載波將信息調(diào)制上去，以減小信號衰落，相干解調(diào)時在接收端也需要一個與發(fā)送端同頻同相的高頻載波將信息從高頻上解調(diào)下來。為了產(chǎn)生這個高頻載波，在數(shù)字電路中是采用數(shù)控振蕩器(NCO)，也稱為直接數(shù)字頻率合成器〔DDS)，它的輸出頻率和相位可以受人為控制，從而滿足各種需要。
實時計算法的正弦波樣本以實時計算產(chǎn)生，該方法因其計算需要耗費(fèi)很多時間，因而只能產(chǎn)生較低頻率的正弦波，而且存在計算精度與計算時間的矛盾。由于在需要產(chǎn)生高速的正交信號時，實時計算法將無法實現(xiàn)。因此，在實際應(yīng)用中一般采用最有效、最簡單的查表法，即事先根據(jù)各個NCO正弦波的相位計算好相位的正弦值，并按相位作為地址信息存儲該相位的正弦值數(shù)據(jù)。
數(shù)控振蕩器一般由基準(zhǔn)時鐘(fclk)、相位字寄存器、相位累加器以及幅度/相位轉(zhuǎn)換電路等部分組成。
1.相位累加器對輸入頻率控制字M不斷累加，得到以該頻率字為步進(jìn)的數(shù)字相位。
2.函數(shù)發(fā)生模塊，對當(dāng)前相位進(jìn)行對應(yīng)幅度轉(zhuǎn)換后，可以輸出任意函數(shù)的波形。
函數(shù)發(fā)生模塊最直接的實現(xiàn)方法是只讀存儲器查找表(ROM LUT)法，將正、余弦波形的抽樣存放在ROM中，并通過一個DAC周期地進(jìn)行輸出，從而產(chǎn)生輸出波形。如輸出信號幅度位數(shù)為a，相位地址位數(shù)n所需查找表的大小為a×2n。結(jié)合上文結(jié)論可知，頻率分辨率越高，所需要的ROM越大，和n為指數(shù)增長關(guān)系�？梢�，ROM LUT法很難兼顧功耗、性能、成本三方面，而CORDIC算法的應(yīng)用能夠很好地解決這一問題。
3.相位相加器將相位寄存器中的數(shù)字相位與相位控制字相加，得到偏移后的當(dāng)前相位。
設(shè)系統(tǒng)的時鐘頻率為fc，頻率控制字為M，相位寄存器位數(shù)為N，則數(shù)控振蕩器輸出信號頻率為。根據(jù)Nyquist抽樣定理，fs最大值為1/2fc，而在實際設(shè)計中，一般不應(yīng)大于時鐘頻率的1/4。其頻率分辨率為，根據(jù)此式，在系統(tǒng)時鐘頻率不變的情況下，相位寄存器位數(shù)N越大，產(chǎn)生信號的頻率分辨率越高。
