基于FPGA的正交數字混頻器中數控振蕩器的設計與實(shí)

要CORDIC(COordination Rotation DIgital Computer)算法實(shí)現正交數字混頻器中的數控振蕩器的方法。首先推導了算法產(chǎn)生正余弦信號的實(shí)現過(guò)程,然后給出了在中設計數控振蕩器的頂層電路結構,并根據算法特點(diǎn)在設計中引入流水線(xiàn)結構設計。

CORDIC算法;

/余弦信號正交特性好等特點(diǎn)。而且的相位、幅度均已數字化,可以直接進(jìn)行高精度的數字調制解調。隨著(zhù)數字通信技術(shù)的發(fā)展,傳送的數據速率越來(lái)越高。如何得到一個(gè)可數控的高頻載波信號是實(shí)現高速數字通信系統必須解決的問(wèn)題。本文將介紹如何在中實(shí)現高速正交數字混頻器中的數控振蕩器設計。

1NCO的頂層電路結構

2CORDIC迭代算法的流水線(xiàn)結構

3NCO的部分仿真時(shí)序圖

, 傳統做法是采用查表法,即事先根據各個(gè)正余弦波相位計算好相位的正余弦值,并按相位角度作為地址在存儲器中對其進(jìn)行尋址,構成一個(gè)幅度相位轉換電路即波形存儲器,通過(guò)該轉換電路進(jìn)行查表獲得正余弦信號樣本。為了提高數控振蕩器的頻率分辨率,往往需要擴大波形存儲器的容量,造成存儲資源的大量消耗。而且,如果需要外掛來(lái)存儲波形,由于受到讀取速度的影響,數控振蕩器的輸出速率必然受到制約。因此,當設計高速、高精度的數控振蕩器時(shí),查表法就不適合采用

/余弦樣本?；谑噶啃D的算法正好滿(mǎn)足了這一需求該算法有線(xiàn)性的收斂域和序列的特性,只要迭代次數足夠,即可保證結果有足夠的精度。統一的形式的基本原理是,初始向量1(x,y)旋轉角度V(x,y):

2=xcos1sin

2=ycos1sin (1)

2=(x-ytancos

2=(y+xtancos

2的整數次冪,即：-i)+1表示逆時(shí)針旋轉,表示順時(shí)針旋轉,故第步旋轉可用K表示,以字長(cháng)為例,則為了抵消迭代對比例因子的影響,可將每級迭代的輸入數據、校正后再參與運算,以避免在迭代運算中增加校正運算,降低算法的速度。