CN101431506B - 一种调整副载波的频率步长值的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种调整副载波的频率步长值的方法和装置，用以在DDFS技术中，能够有效抑制副载波产生的频偏。本发明实施例的方法包括：确定输出的副载波的实际频率；在进行相位累加步骤之前，根据预先设定的副载波的标准频率和确定的所述实际频率，确定所述副载波的偏差频率；根据确定的所述副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整。采用本发明实施例的方法能够减小输出的副载波的频偏，使得输出的副载波的频率更准确，进而满足各种场合的需求。

Description

一种调整副载波的频率步长值的方法和装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种调整副载波的频率步长值的方法和装置。

背景技术

副载波产生电路是视频图像处理系统的重要组成部分，为了与早先的黑白电视机相兼容，彩色电视中的亮度信号和色度信号必须共用一个频带(6MHz)，如此一来就会出现亮度信号和色度信号相互串扰现象。

为了减少这种干扰，采用正交调幅将两个色度信号(U、V)分别调制在一定频率(参见ITU-R BT.470-6协议)的两个副载波(sinωt和cosωt)上，利用频谱交错原理使色度信号插入到亮度信号的高频端，实现叠加。

DDFS(Direct Digital Frequency Synthesis，直接数字频率合成)技术能够实现上述的叠加。

DDFS是一种基于全数字技术，从相位概念出发直接合成所需要波形的新频率合成技术。DDFS技术与传统的频率合成技术相比，具有频率分辨率高、相位噪声小、稳定度高、易于调整及控制灵活等优点。

具体的，DDFS技术把一系列数字量形式的信号通过DAC(数模转换器)转换成模拟量形式的信号。

随着超高速数字电路的发展以及对DDFS技术的深入研究，DDFS的最高工作频率以及噪声性能已接近并达到锁相频率合成器相当的水平。随着这种频率合成技术的发展，DDFS技术已广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等。

但是，DDFS技术的整个构架的准确性是建立在参考时钟不存在频偏的基础上的，如果参考时钟一旦存在频偏，那么输出的副载波就会产生频偏。

综上所述，目前DDFS技术中，参考时钟如果存在频偏，会导致输出的副载波产生频偏。

发明内容

本发明实施例提供一种调整副载波的频率步长值的方法和装置，用以在DDFS技术中，能够有效抑制副载波产生的频偏。

本发明实施例提供的一种调整副载波的频率步长值的装置，包括相位累加器，所述装置还包括：

频率确定模块，用于确定输出的副载波的实际频率；

偏差确定模块，用于根据预先设定的副载波的标准频率和确定的所述实际频率，确定所述副载波的偏差频率；

调整模块，用于在相位累加器进行相位累加之前，根据确定的所述副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整。

所述偏差确定模块根据下列公式确定副载波的偏差频率：

所述调整模块包括：

调整倍数确定模块，用于根据所述副载波的偏差频率和预先设定的调整单位，确定需要调整倍数；

处理模块，用于根据所述需要调整倍数和所述调整单位，对输入的频率步长值进行调整。

所述装置还包括：

理想相位值确定模块，用于在相位累加器进行相位累加之后，确定进行相位累加的帧对应的理想相位值；

复位模块，用于在理想相位值等于预先设定的复位相位值时，根据所述复位相位值，对相位累加器进行复位。

所述复位模块在每帧之间的垂直同步期间对所述相位累加器进行复位。

本发明实施例提供的一种调整副载波的频率步长值的方法，包括进行相位累加步骤；该方法还包括：

确定输出的副载波的实际频率；

根据预先设定的副载波的标准频率和确定的所述实际频率，确定所述副载波的偏差频率；

在进行相位累加步骤之前，根据确定的所述副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整。

根据下列公式确定副载波的偏差频率：

所述对输入的频率步长值进行调整包括：

根据所述副载波的偏差频率和预先设定的调整单位，确定需要调整倍数；

根据所述需要调整倍数和所述调整单位，对输入的频率步长值进行调整。

所述方法还包括：

在相位累加器进行相位累加之后，确定进行相位累加的帧对应的理想相位在值；

在理想相位值等于预先设定的复位相位值时，根据所述复位相位值，对相位累加器进行复位。

在每帧之间的垂直同步期间对所述相位累加器进行复位。

本发明实施例确定输出的副载波的实际频率；根据预先设定的副载波的标准频率和确定的所述实际频率，确定所述副载波的偏差频率；根据确定的所述副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整。由于能够根据副载波的频偏，对输入的频率步长值进行调整，从而能够减小输出的副载波的频偏，使得输出的副载波的频率更准确，进而满足各种场合的需求。

附图说明

图1为本发明实施例调整副载波的频率步长值的装置结构示意图；

图2为本发明实施例调整副载波的频率步长值的方法流程示意图；

图3为本发明直接数字合成器的示意图。

具体实施方式

本发明实施例根据副载波的标准频率和副载波的实际频率，确定副载波的偏差频率，并根据确定的副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整，从而能够减小输出的副载波的频偏，使得输出的副载波的频率更准确。

其中，步长值是指相位累加器每次累加所使用的单位数值。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例调整副载波的频率步长值的装置包括：相位累加器1、频率确定模块10、偏差确定模块20和调整模块30。

相位累加器1，用于对收到的副载波的频率进行相位累加。

频率确定模块10，用于确定输出的副载波的实际频率。

其中，频率确定模块10可以是频率计数器；也可以是其他能够确定输出信号的频率的仪器或模块。

偏差确定模块20，用于在相位累加器1进行相位累加之前，根据预先设定的副载波的标准频率和频率确定模块10确定的实际频率，确定副载波的偏差频率。

其中，偏差确定模块是根据下列公式确定副载波的偏差频率的：

其中，副载波的实际频率和标准频率单位为MHz，副载波的偏差频率单位为ppm。

在具体实施过程中，副载波的标准频率是预先设定的，而应用环境不同副载波的标准频率也会不同，比如NTSC(National Television Systems Committee，国家电视系统委员会)制式，规定副载波的标准频率为3.58MHz；PAL(PhaseAlternating Line，逐行倒相)制式的PAL-D制式，规定副载波的标准频率为4.43MHz。

调整模块30，用于根据偏差确定模块20确定的副载波的偏差频率，对输入的频率步长值(step)进行调整。

在具体实施过程中，如果偏差确定模块20确定的副载波的偏差频率为正值，则根据确定的副载波的偏差频率，减小输入的频率步长值；

如果偏差确定模块20确定的副载波的偏差频率为负值，则根据确定的副载波的偏差频率，增大输入的频率步长值。

确定了副载波的偏差频率后，可以直接在频率步长值的基础上，加上或减去偏差频率，比如偏差频率为49ppm，则可以在频率步长值基础上减去49ppm；也可以设定一个调整倍数，以调整倍数为单位进行调整，则调整模块30还可以进一步包括：调整倍数确定模块300和处理模块310。

调整倍数确定模块300，用于根据副载波的偏差频率和预先设定的调整单位，确定需要调整倍数；

处理模块310，用于根据预先设定的调整单位和调整倍数确定模块300确定的需要调整倍数，对输入的频率步长值进行调整。

比如偏差频率为49ppm，调整单位为±5ppm，则确定需要调整倍数为49/5≈10，则在频率步长值基础上减去(10×5)ppm。

这样的好处是可以根据需要对输入的频率步长值进行调整。

现有的DDFS技术中，从相位序列到幅度序列之间的转换，由于ROM(角度幅度转换器)的地址线有可能不能满足相位累加器的位宽要求，通常要对相位累加器所生成的N位序列值做截断处理，截去低B位，留下高A＝N-B位对ROM进行寻址，这样会对产生的相位产生误差，比如一个帧的理想相位值应为180度，但是由于误差，实际相位值就不是180度，有可能比180度大，也有可能比180度小，为了减小相位产生的误差，本发明实施例调整副载波的频率步长值的装置还可以进一步包括：理想相位值确定模块40和复位模块50。

理想相位值确定模块40，用于在相位累加器进行相位累加之后，确定进行相位累加的帧对应的理想相位值。

理想相位值确定模块40可以根据ITU 656协议中规定的SAV(Start ofActive Video，有效视频帧开始处)和EAV(End of Active Video，有效视频帧结束处)确定一帧。

理想相位值确定模块40在确定了一帧后，可以根据预先设定确定该帧的理想相位值，比如可以确定第n帧的理想相位值为0度。

在确定了第n帧的理想相位值后，可以根据下列方式确定后续帧(即第n+1帧，第n+2帧......)的理想相位值：

对于NTSC制式，可根据SMPTE 170M协议的规定，确定进行相位累加的帧对应的理想相位值。由于NTSC制式的副载波频率与行频关系为F_SC＝227.5F_H，那么如果第n帧的理想相位值为0度，则n+1帧的理想相位值应为180度。

对于PAL制式中的，PAL-D副载波频率与行频关系为 $F_{\mathrm{SC}}=(\frac{1135}{4}+\frac{1}{625})\×F_H\≈283.75F_H,$ 如果第n帧理想相位值为0度，n+1、n+2、n+3帧的理想相位值分别为270/180/90度。

需要说明的是，上面只是以NTSC制式和PAL-D制式进行说明，任何能够确定副载波频率与行频关系的环境都使用本实施例。

复位模块50，用于在理想相位值确定模块40确定的理想相位值等于预先设定的复位相位值时，根据复位相位值，对相位累加器进行复位。

比如进行相位累加的帧的理想相位值为0度，而预先设置的复位相位值也为0度，则复位模块50将相位累加器复位到0度。

具体复位相位值可以根据需要进行设定，复位相位值可以只设置一个，也可以设置多个。

比如可以设定0度、90度、180度等为复位相位值。

如果复位相位值间隔越小，比如以一场为单位，则产生的相位误差越小；相应的，复位相位值间隔越大，则产生的相位误差越大。

在具体实施过程中，复位模块50可以在每帧之间的垂直同步(Vsync)期间对相位累加器进行复位，因为在Vsync期间，全电视信号上不存在副载波，所以对相位累加器进行复位不会造成任何影响。

由于对相位累加器进行复位，这样可以确保后续的帧的实际相位值等于或近似等于理想相位值，从而减小相位产生的误差。

如图2所示，本发明实施例调整副载波的频率步长值的方法包括相位累加步骤，该方法还包括下列步骤：

其中，相位累加步骤为相位累加器对收到的副载波的频率进行相位累加。

步骤200、确定输出的副载波的实际频率。

其中，可以通过频率计数器确定输出的副载波的实际频率；也可以是其他能够确定输出副载波的频率的仪器。

步骤201、在进行相位累加步骤之前，根据预先设定的副载波的标准频率和确定的实际频率，确定副载波的偏差频率。

其中，根据下列公式确定副载波的偏差频率：

其中，副载波的实际频率和标准频率单位为MHz，副载波的偏差频率单位为ppm。

在具体实施过程中，副载波的标准频率是预先设定的，而应用环境不同副载波的标准频率也会不同，比如NTSC(National Television Systems Committee，国家电视系统委员会)制式，规定副载波的标准频率为3.58MHz；PAL(PhaseAlternating Line，逐行倒相)制式的PAL-D制式，规定副载波的标准频率为4.43MHz。

步骤202、根据确定的副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整。

在具体实施过程中，如果确定的副载波的偏差频率为正值，则根据确定的副载波的偏差频率，减小输入的频率步长值；

如果确定的副载波的偏差频率为负值，则根据确定的副载波的偏差频率，增大输入的频率步长值。

确定了副载波的偏差频率后，可以直接在频率步长值的基础上，加上或减去偏差频率，比如偏差频率为49ppm，则可以在频率步长值基础上减去49ppm；也可以设定一个调整倍数，以调整倍数为单位进行调整，则步骤202还可以进一步包括：

步骤a202、根据确定的副载波的偏差频率和预先设定的调整单位，确定需要调整倍数；

步骤b202、根据确定需要调整倍数和预先设定的调整单位，对输入的频率步长值进行调整。

比如偏差频率为49ppm，调整单位为±5ppm，则确定需要调整倍数为49/5≈10，则在频率步长值基础上减去(10×5)ppm。

这样的好处是可以根据需要对输入的频率步长值进行调整。

现有的DDFS技术中，从相位序列到幅度序列之间的转换，由于ROM的地址线有可能不能满足相位累加器的位宽要求，通常要对相位累加器所生成的N位序列值做截断处理，截去低B位，留下高A＝N-B位对ROM进行寻址，这样会对产生的相位产生误差，比如一个帧的理想相位值应改为180度，但是由于误差，实际相位值就不是180度，有可能比180度大，也有可能比180度小，为了减小相位产生的误差，本发明实施例调整副载波的频率步长值的方法还可以进一步包括：

步骤203、在进行相位累加步骤之后，确定进行相位累加的帧对应的理想相位值。

在具体实施过程中，可以根据ITU 656协议中规定的SAV和EAV确定一帧。

在确定了一帧后，可以根据预先设定确定该帧的理想相位值，比如可以确定第n帧的理想相位值为0度。

在确定了第n帧的理想相位值后，可以根据下列方式确定后续帧(即第n+1帧，第n+2帧......)的理想相位值：

对于NTSC制式，可根据SMPTE 170M协议的规定，确定进行相位累加的帧对应的理想相位值。由于NTSC制式的副载波频率与行频关系为F_SC＝227.5F_H，那么如果第n帧的理想相位值为0度，则n+1帧的理想相位值应为180度。

对于PAL-D制式，副载波频率与行频关系为 $F_{\mathrm{SC}}=(\frac{1135}{4}+\frac{1}{625})\×F_H\≈283.75F_H$ ，如果第n帧理想相位值为0度，n+1、n+2、n+3帧的理想相位值分别为270/180/90度。

需要说明的是，上面只是以NTSC制式和PAL-D制式进行说明，任何能够确定副载波频率与行频关系的环境都使用本实施例。

步骤204、在确定的理想相位值等于预先设定的复位相位值时，根据预先设定的复位相位值，对相位累加器进行复位。

比如进行相位累加的帧的理想相位值为0度，而预先设置的复位相位值也为0度，则复位模块50将相位累加器复位到0度。

具体复位相位值可以根据需要进行设定，复位相位值可以只设置一个，也可以设置多个。

比如可以设定0度、90度、180度等为复位相位值。

如果复位相位值间隔越小，比如以一场为单位，则产生的相位误差越小；相应的，复位相位值间隔越大，则产生的相位误差越大。

在具体实施过程中，可以在每帧之间的Vsync期间对，相位累加器进行复位，因为在Vsync期间，全电视信号上不存在副载波，所以对相位累加器进行复位不会造成任何影响。

由于对相位累加器进行复位，这样可以确保后续的帧的实际相位值等于或近似等于理想相位值，从而减小相位产生的误差。

需要说明的是，步骤200～步骤202和步骤203～步骤204之间没有一定的时序关系，即可以先执行步骤200～步骤202，后执行步骤200～步骤204；也可以先执行步骤200～步骤204，后执行步骤200～步骤202；还可以步骤200～步骤202同时执行。

如图3所示，本发明实施例直接数字合成器的示意图中，包括频率控制模块、相位累加器、ROM、DAC和低通滤波器(LPF)。

其中，为了实现对副载波的频率和相位的调整，还包括本发明实施例调整副载波的频率步长值的装置中的所有模块。

本发明实施例直接数字合成器根据LPF输出的副载波的频率，调整频率控制模块输出的频率步长值；

本发明实施例直接数字合成器同时还可以对相位累加器进行复位，从而达到对副载波相位进行调整的目的。

这样就组合成一个可以调整副载波的频率和相位的直接数字合成器。

从上述实施例中可以看出：本发明实施例确定输出的副载波的实际频率；根据预先设定的副载波的标准频率和确定的所述实际频率，确定所述副载波的偏差频率；根据确定的所述副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整。由于能够根据副载波的频偏，对输入的频率步长值进行调整，从而能够减小输出的副载波的频偏，使得输出的副载波的频率更准确，满足各种场合的需求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种调整副载波的频率步长值的装置，包括相位累加器，其特征在于，该装置还包括：

频率确定模块，用于确定输出的副载波的实际频率；

偏差确定模块，用于根据预先设定的副载波的标准频率和确定的所述实际频率，确定所述副载波的偏差频率；

调整模块，用于在所述相位累加器进行相位累加之前，根据确定的所述副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整；

理想相位值确定模块，用于在相位累加器进行相位累加之后，确定进行相位累加的帧对应的理想相位值；

复位模块，用于在理想相位值等于预先设定的复位相位值时，根据所述复位相位值，对相位累加器进行复位。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏差确定模块根据下列公式确定副载波的偏差频率：

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括：

调整倍数确定模块，用于根据所述副载波的偏差频率和预先设定的调整单位，确定需要调整倍数；

处理模块，用于根据所述需要调整倍数和所述调整单位，对输入的频率步长值进行调整。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述复位模块在每帧之间的垂直同步期间对所述相位累加器进行复位。

5.一种调整副载波的频率步长值的方法，包括进行相位累加步骤；其特征在于，该方法还包括：

确定输出的副载波的实际频率；

根据预先设定的副载波的标准频率和确定的所述实际频率，确定所述副载波的偏差频率；

在进行相位累加步骤之前，根据确定的所述副载波的偏差频率，对输入的频率步长值进行调整；

在进行相位累加步骤之后，确定进行相位累加的帧对应的理想相位值；

在理想相位值等于预先设定的复位相位值时，根据所述复位相位值，对相位累加器进行复位。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据下列公式确定副载波的偏差频率：

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述对输入的频率步长值进行调整包括：

根据所述副载波的偏差频率和预先设定的调整单位，确定需要调整倍数；

根据所述需要调整倍数和所述调整单位，对输入的频率步长值进行调整。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在每帧之间的垂直同步期间对所述相位累加器进行复位。

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