3.1.1 數控振蕩器NCO的設計
數控振蕩器NCO是軟件無線電中上下變頻器的重要組成部分之一,也是決定性能的主要因素之一,圖3.1給出了NCO的基本結構框圖。
圖3.1 NCO結構圖
如圖3.1所示,在系統時鐘的控制下,相位寄存器以頻率控制字(步長)累加,相位寄存器的輸出與相位控制字相加,然后輸入到函數發生器,產生期望的函數樣值。可見,實現NCO的關鍵部分是相位-幅度變換電路,即函數發生器。傳統的實現方法是使用查找表,其優點是簡單,準確,但是缺點也是顯而易見的,存放相位-幅度的查找表ROM的大小和相位精度的位數成指數關系。當精度要求很高時需要使用外部的ROM來擴展,這樣將會降低系統的處理速度。CORDIC算法在硬件實現上只需要移位和加/減法即可完成復雜的計算功能,能很好地兼顧速度、精度、簡單、高效等方面。
CORDIC算法在前面章節2.4有詳細介紹,它是通過一系列迭代算法,以固定的參數角度偏擺以逼近所需的旋轉角度。該算法的實現是靠迭代來逼近需要的值,同時也可以看出由于硬件實現的限制,不能無限的迭代,否則同樣會造成所需資源和處理時間的增長。因此在實際應用中需要根據系統的要求來選擇迭代的次數以達到系統要求的精度。本設計中使用參數為:輸入、輸出均為16位;角度常數為16位,即角度的精度可以達到小數點后3位。
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