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基于DSP数字振荡器的移相正弦波发生器设计

作者:时间:2009-12-03来源:网络收藏


0 引 言
产生式移相信号的方法有很多。传统的直接频率合成(DDS)移相原理是先将正弦波信号化,并形成一张数据表存入两片ROM芯片中,此后可通过两片。D/A转换芯片在计数器的控制下连续地循环输出该数据表,就可获得两路正弦波信号。当两片D/A转换芯片所获得的数据序列完全相同时,则转换所得到的两路正弦波信号无相位差。当两片D/A转换芯片所获得的数据序列不同时,则转换所得到的两路正弦波信号就存在着相位差。相位差的值与数据表中数据的总个数及数据地址的偏移量有关。这种处理方式的实质是将数据地址的偏移量映射为信号间的相位值。数据的偏差可以通过外部微处理器来获得相应的数字量输入,这个数值对应着正弦信号的移相角度。直接频率合成方法具有频率转换时间短、相位噪声性能好、精度高,产生的信号频率范围宽等优点,但由于需要采用地址、相位计算、访问存储器操作等环节,导致直接频率合成器结构复杂、成本高、移相分辨率低。本文利用技术,通过数值迭代方法,即用数字的实现原理获得两路正弦波信号。通过仿真,硬件实现,能得到设定参数的两路正弦波输出,达到了目的,并具有调整方便灵活、分辨率高等特点。数值迭代方法能精确计算角度的正弦值,只需较小的存储空间,选择正弦周期中的样点数、改变样点间的延迟,能产生不同频率的波形,可利用软件改变波形幅度及相位。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/152267.htm


1 波形及移相波形实现原理
利用DSP通过运算,用叠代的方法产生正弦信号,即数字。数字的单位冲击响应为sin(nωT+θ)・u(n)即系统在δ(n)的激励下,产生振荡,输出相位为θ的正弦序列,该系统的系统函数就是冲击响应的Z变换,即

则该系统所对应的差分方程为

通过叠代可由差分方程求出系统的冲击响应。系统的输入为x(n)=δ(n),初始条件为零。则由差分方程可得:


当n≥3时有:y(n)=2cosωT・y(n-1)-y(n-2)。在n≥3以后,y(n)能用y(n-1)和y(n-2)算出,这是一个递归的差分方程。因此得到如下结论:只要已知系统输出正弦信号角频率ω和采样周期T就可以得到系统差分方程,系统只需每隔T秒时间计算一次差分方程,就可得到当前正弦采样序列y(n)的值。设定的y(1)、y(2)初值不同,初始相位就不同。在中,主程序通过键盘输入频率及相位差等数据,在初始化时依输出信号频率、采样速率及相位差等数据先计算出两路正弦信号的初始值y1(1)、y1(2)和y2(1)y2(2),然后开放定时器中断。以后每次进入定时器中断服务程序时,利用前面的y1(1)、y1(2)和y2(1)y2(2),计算出新的y1(0)和y2(0)。虽然两次计算并输出y1(0)和y2(0)有一定的延迟,但由于DSP的高速流水线运行及McBSP高速串行输出,所引起误差将很小。


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