數(shù)字控制振蕩器(NCO)的FPGA實現(xiàn)
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2 NCO的性能指標
NCO的性能指標包括信號頻率分辨率、信噪比(SNR)、無雜散動態(tài)范圍(SFDR)和輸出的信號正交性。這些性能指標取決于NCO的數(shù)據(jù)位數(shù)。NCO的數(shù)據(jù)位數(shù)包括用于表示相位數(shù)據(jù)的位數(shù)n和表示相位的正弦值數(shù)據(jù)的位數(shù)nb，二者之間存在nb取決于n的關系，且前者必須能夠表示相位變化時其相位正弦值變化的最小值和最大值。而這又分為兩種情況：
第一種情況是相位最小變化值的正弦值最小變化發(fā)生在π／2-△φ～π／2，π／2～π／2+△φ，3π／2-△φ～3π／2，3π／2～3π／2+△φ，同時其相位的取值是在0～2π間且等間隔地分為2n爪取值點，因此，由正弦波的特性可知：只需要討論相位在π／2-△φ與π／2取值點的正弦值之差：
第二種情況是相位最小變化值的正弦值的最大變化發(fā)生在0～△φ，π-△φ～π，π～π+△φ，2π-△φ～2π取值點處。該情況可以通過類似于第一種情況的推導方法得到：
設計時可以根據(jù)式(9)和式(10)較好地取值n和nb，以避免相位的分辨率發(fā)生鈍化，并很好地達到設計要求。
NCO的噪聲是因為存在正弦值的量化誤差而引入的，且量化誤差由表示正弦值的位數(shù)決定，其近似關系為：
式中，B是作為尋址ROM的地址的舍位位數(shù)，n是相位位數(shù)。NCO的另一個性能參數(shù)是頻率分辨率△f，該參數(shù)取決于相位位數(shù)，其關系式為：
3 NCO在FPGA中的實現(xiàn)
NCO的查找表是一個正弦值表，該表的正弦值是按照相位作為存儲地址來進行存儲的，而且一般以相位遞增的方式存儲。利用正弦波的奇偶對稱性，可以把2π相位分成4等份，然后利用各等份之間的對稱性來實現(xiàn)地址信息的映射，通常只存儲[0，π／2]象限內的幅度碼。
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