JP2007525853A - Wideband direct digital synthesizer - Google Patents
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Abstract
信号発生器、及び周波数シンセサイザのDDSは比較的高い入力クロックスピードを必要とし、不要な成分が出力周波数スペクトルの中に存在するスプリアス周波数応答を生成する。DDSへのクロック信号入力を変化させることによりスプリアスDDS応答を減少させるか回避するためのシステム及び方法を提供する。 The signal generator and DDS of the frequency synthesizer require a relatively high input clock speed and produce a spurious frequency response where unwanted components are present in the output frequency spectrum. Systems and methods are provided for reducing or avoiding spurious DDS responses by changing the clock signal input to the DDS.
Description
本発明は信号発生器、周波数シンセサイザ、信号発生器及び/又は周波数シンセサイザを内蔵する装置に関する。 The present invention relates to a signal generator, a frequency synthesizer, a signal generator and / or a device incorporating a frequency synthesizer.
多くのエレクトロニクス・アプリケーション及びシステムは、特定の周波数及び/又は位相を有する1又は複数の信号の使用を必要とする。例えば、無線送信機及び受信機は、局部発振器信号をアップコンバーション及びダウンコンバーションのために利用することが多い。従って、(位相同期ループ(PLL)に基づく問題解決手段を含む)方法及び装置が、そのような信号を発生するために開発されてきた。 Many electronics applications and systems require the use of one or more signals having a specific frequency and / or phase. For example, wireless transmitters and receivers often use local oscillator signals for up-conversion and down-conversion. Accordingly, methods and apparatus (including problem solving based on a phase locked loop (PLL)) have been developed to generate such signals.
信号を発生するために使用される他の装置は、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ(DDS)である。一般に、DDSは入力クロック信号及び制御語を受信する。制御語、もしかすると後続のタイミング(読み出し、書き込み、更新制御、等)にも基づいて、DDSは、入力クロック信号に対して既知の周波数及び/又は位相を有する波形(例えば、正弦波)を出力する。例えば、一般にDDSは、現在の出力サンプルの位相状態を指示する位相アキュムレータ、及びその位相状態に対応する振幅を指示するルックアップテーブルを含む。制御語は、DDSのレジスタ(例えば、位相アキュムレータ)にロードされる。次にDDSは、出力信号の所望する周波数及び/又は位相を、受信した入力制御語に関連付けられたルックアップテーブル情報に基づいて決定する。集積回路製造業者から入手可能なDDSデバイスは、 Massachusetts 州 Norwood の Analog Devices 社から入手可能な AD98XX シリーズを含む。他のDDS製造業者は、 Florida 州 Melbourne の Harris 社、 Florida 州 Melbourne の Intersil 社、及び California 州 Santa Clara の Intel 社を含む。 Another device used to generate the signal is a direct digital synthesizer (DDS). In general, a DDS receives an input clock signal and a control word. Based on the control word, possibly subsequent timing (read, write, update control, etc.), the DDS outputs a waveform (eg, a sine wave) having a known frequency and / or phase relative to the input clock signal. To do. For example, a DDS typically includes a phase accumulator that indicates the phase state of the current output sample, and a look-up table that indicates the amplitude corresponding to that phase state. Control words are loaded into DDS registers (eg, phase accumulators). The DDS then determines the desired frequency and / or phase of the output signal based on lookup table information associated with the received input control word. DDS devices available from integrated circuit manufacturers include the AD98XX series available from Analog Devices, Norwood, Massachusetts. Other DDS manufacturers include Harris in Melbourne, Florida, Intersil in Melbourne, Florida, and Intel in Santa Clara, California.
標準的なDDSは、位相アキュムレータ、位相/振幅変換器、及びディジタル-アナログ変換器(D/Aコンバータ)を含む。又、D/Aコンバータなしの上記DDSコアは、数値制御発振器(NCO)とも呼ばれる。各々の具体例は設計間で変化するが、位相アキュムレータ、位相/振幅変換器、及びD/AコンバータはDDSのための標準的な構成要素である。 A standard DDS includes a phase accumulator, a phase / amplitude converter, and a digital-to-analog converter (D / A converter). The DDS core without a D / A converter is also called a numerically controlled oscillator (NCO). Each implementation varies from design to design, but phase accumulators, phase / amplitude converters, and D / A converters are standard components for DDS.
そのような変化の1つが、位相/振幅変換器の具体例である。(メモリに記憶されたルックアップテーブルを一般に使用する)この変換器は、所定のサンプルにおいて位相を受信し、対応する振幅を出力する。しかし、そのような具体例では、現在の設計のメモリサイズ制限のために、位相値の最上位部分だけが使用される。従って、テーブルは最下位ビットX(設計間及びデバイス間でXは変化する)を切り捨てて、最上位ビットYだけを使用する。加えて、テーブルの具体例が変化する。例えば、振幅は90°刻みで繰り返され、振幅の符号だけが四分円によって変化する。従って、多くのルックアップテーブルは、ルックアップテーブルの中の90°だけを、位相がどのような四分円にあるかを明示する符号ビットと一緒に使用する。 One such change is a specific example of a phase / amplitude converter. This converter (which typically uses a look-up table stored in memory) receives the phase at a given sample and outputs the corresponding amplitude. However, in such an embodiment, only the most significant portion of the phase value is used due to memory size limitations of the current design. Thus, the table truncates the least significant bit X (X varies between designs and between devices) and uses only the most significant bit Y. In addition, the specific example of the table changes. For example, the amplitude is repeated in 90 ° increments, and only the amplitude sign changes with the quadrant. Thus, many look-up tables use only 90 ° in the look-up table, along with sign bits that specify what quadrant the phase is in.
DDSは、分周器として構成されてもよい。そのような場合、制御語が、(周波数がDDSコアを通して処理され、位相オフセットが加算される)出力信号の所望する周波数及び/又は位相を、所望する出力信号と(出力周波数が、アキュムレータ値及びクロック・レートに基づく)入力クロック信号の比として指定する。 The DDS may be configured as a frequency divider. In such a case, the control word is the desired frequency and / or phase of the output signal (the frequency is processed through the DDS core and the phase offset is added), the desired output signal (the output frequency depends on the accumulator value and Specified as the ratio of the input clock signal (based on the clock rate).
DDS出力がディジタル処理を使用して生成されるので、DDSに基づく問題解決手段は、アナログに基づく問題解決手段と比較して著しく減少した位相ノイズを提供する。例えば、アナログ問題解決手段は、出力の位相/周波数を決定するために誤り訂正ループを使用する。そのような場合、訂正の範囲(例えば、帯域幅)を決定する転送機能は訂正に要する時間に反比例し、それにより位相ノイズのためにスピードを犠牲にするか、その逆である。更に、DDSに基づく問題解決手段は、出力周波数の高精度なチューニング分解能(例えば、マイクロヘルツのチューニング分解能)、及び1°未満の位相チューニングを提供できる。加えて、DDSに基づく問題解決手段は、出力周波数又は位相に対するチューニングにおける極めて速いスピード、オーバーシュート/アンダーシュートのない位相連続周波数切替、及びアナログに基づく(例えば、ループ)問題解決手段で生じるような整定時間が殆ど又は全くないことのような長所を提供する。又、DDSに基づく問題解決手段は、構成要素の劣化、及び(例えば、アナログに基づく問題解決手段で問題になることが多い)温度ドリフトが原因である手動によるシステムのチューニング及び微調整の必要性を減らすか除去する。 Since the DDS output is generated using digital processing, the DDS based problem solver provides significantly reduced phase noise compared to the analog based problem solver. For example, analog problem solvers use an error correction loop to determine the phase / frequency of the output. In such cases, the transfer function that determines the extent of correction (eg, bandwidth) is inversely proportional to the time required for correction, thereby sacrificing speed due to phase noise or vice versa. In addition, DDS-based problem-solving means can provide highly accurate tuning resolution of output frequency (eg, microhertz tuning resolution) and less than 1 ° phase tuning. In addition, DDS-based problem solving techniques such as occur with extremely fast speeds in tuning to output frequency or phase, phase continuous frequency switching without overshoot / undershoot, and analog-based (eg, loop) problem solving techniques. Offers advantages such as little or no settling time. Also, DDS-based problem solving means require manual system tuning and fine tuning due to component degradation and temperature drift (which is often a problem with analog-based problem solving means, for example). Reduce or eliminate.
しかし、DDSに基づく問題解決手段は比較的高い入力クロックスピードを必要とし、不要な成分が出力周波数スペクトルの中に存在するスプリアス周波数応答を生成する。 However, DDS-based problem solvers require relatively high input clock speeds and produce spurious frequency responses in which unwanted components are present in the output frequency spectrum.
スプリアス (spurious) 出力成分(又は「相互変調成分」)の原因の1つは位相打切り誤差である。例えば、DDS出力ルックアップテーブルのエントリの数が、例えば、復号化のために制御語を受信するDDSのアキュムレータ・レジスタの長さに基づいてディジタル制御語により指定できる可能な振幅の最大数より少ないとき、位相打切り誤差が発生する。例えば、32ビット位相アキュムレータを有するDDSは、232の別個の位相を明瞭に指定できる。これらの232の可能性の各々に対応する振幅エントリを提供することは、4,294,967,296個のエントリを含む位相ルックアップテーブルを必要とし、4,294,967,296個のエントリを含む位相ルックアップテーブルを設計で提供することは実現可能でない。従って、ルックアップテーブルは可能な振幅の最大数より少ないエントリを含み、DDSは、位相アキュムレータの状態により指定される正確な値に最も近い位相に対する入力制御語から生じる位相アキュムレータ値を決定するか、又は関連付ける。 One cause of spurious output components (or “intermodulation components”) is phase truncation errors. For example, the number of entries in the DDS output look-up table is less than the maximum number of possible amplitudes that can be specified by the digital control word, eg, based on the length of the DDS accumulator register that receives the control word for decoding Sometimes a phase truncation error occurs. For example, a DDS with a 32-bit phase accumulator can clearly specify 2 32 distinct phases. Providing amplitude entries corresponding to each of these 2 32 possibilities requires a phase lookup table containing 4,294,967,296 entries, and 4,294,967,296 entries. It is not feasible to provide a phase lookup table that includes Thus, the look-up table contains fewer entries than the maximum number of possible amplitudes, and the DDS determines the phase accumulator value resulting from the input control word for the phase closest to the exact value specified by the state of the phase accumulator, Or associate.
更に、打切り誤差相互変調成分の振幅は、位相アキュムレータのオーバーフロー特性に基づき、ある期間にわたって周期的に変化する( Grand Repetition Rate としても既知である)。時間に対する打切り誤差振幅の変化は、十分に高い範囲の周波数スペクトルを有する周期的な波形を定義し、打切り誤差波形の高次高調波は、エイリアシングをNyquist 帯域幅に生成する。DDS 位相打切り誤差、他の誤差、及びスプリアス応答に関する追加情報は業界筋から入手可能であり、例えば、(1999年に Analog Devices社が出版し、 http://www.analog.com/UploadedFiles/Tutorials/3343533079104002517DDStutor.pdf においてオンラインで入手可能な)「A Technical Tutorial on Digital signal Synthesis」を含む。 Further, the amplitude of the truncation error intermodulation component varies periodically over a period of time based on the overflow characteristics of the phase accumulator (also known as the Grand Repetition Rate). The change in truncation error amplitude over time defines a periodic waveform with a sufficiently high range of frequency spectrum, and the higher order harmonics of the truncation error waveform generate aliasing in the Nyquist bandwidth. Additional information on DDS phase truncation errors, other errors, and spurious responses is available from industry sources, for example (published in 1999 by Analog Devices, http://www.analog.com/UploadedFiles/Tutorials / 3343533079104002517 Includes "A Technical Tutorial on Digital signal Synthesis" (available online at DDStutor.pdf).
スプリアス応答は、DDSの出力周波数に比較的近い周波数で出現する。この側面は、システム設計者にとって特に面倒である。狭帯域アプリケーションでは、例えば、これらの「至近距離の」応答を避けるために、DDS入力クロックは単一周波数、又は非常に狭いチューニング帯域に設定できる。しかし、入力クロックの範囲を限定することは、DDSの出力信号チューニング範囲も制限する。 The spurious response appears at a frequency that is relatively close to the output frequency of the DDS. This aspect is particularly troublesome for system designers. In narrowband applications, for example, to avoid these “close range” responses, the DDS input clock can be set to a single frequency or a very narrow tuning band. However, limiting the input clock range also limits the output signal tuning range of the DDS.
一般に、ディジタル/アナログ変換(D/Aコンバータ)プロセス中の誤差は、スプリアス応答の著しいソースである。そのような誤差は、量子化誤差及びD/Aコンバータ非線形性を含む。一般に、D/Aコンバータに導入された(クロック周波数及び出力周波数に関係する)誤差は、高度に予測可能である。 In general, errors during the digital / analog conversion (D / A converter) process are a significant source of spurious responses. Such errors include quantization error and D / A converter nonlinearity. In general, errors introduced in D / A converters (related to clock frequency and output frequency) are highly predictable.
本発明の実施例は、広帯域アプリケーションに対してDDSに基づく信号発生器問題解決手段を利用するためのシステム及び方法を含む。又、そのような実施例は、DDSへのクロック信号入力を変化させることによりスプリアスDDS応答を減少させるか回避するためのシステム及び方法を提供する。 Embodiments of the present invention include systems and methods for utilizing DDS-based signal generator problem solvers for broadband applications. Such embodiments also provide systems and methods for reducing or avoiding spurious DDS responses by changing the clock signal input to the DDS.
本発明による信号発生器の少なくとも1つの実施例は、合成信号をクロック源信号に基づいて生成するように構成された第1のダイレクト・ディジタル・シンセサイザ(DDS)を有するクロック発生器を含む。更に、信号発生器は、分割信号を(1)合成信号、及び(2)分割比率を指示する制御信号に基づいて生成するように構成された第2のDDSを有するクロック分割器を含む。更に、これらの実施例は、ろ波された信号を分割信号に基づいて生成するように構成された選択可能なフィルタを含む。選択可能なフィルタの選択は、制御信号、(例えば、ユーザにより、又はアプリケーションのハードウェア構成要素又はソフトウェア構成要素により選択された)選択された出力周波数、(選択された出力周波数に基づく)分割信号の周波数、及び/又は選択された出力周波数(例えば、周波数比率)に基づく他の値に基づく。少なくとも1つの実施例では、選択可能なフィルタの数は4個である。 At least one embodiment of a signal generator according to the present invention includes a clock generator having a first direct digital synthesizer (DDS) configured to generate a composite signal based on a clock source signal. The signal generator further includes a clock divider having a second DDS configured to generate the divided signal based on (1) the combined signal and (2) a control signal indicating the division ratio. In addition, these embodiments include a selectable filter configured to generate a filtered signal based on the split signal. Selectable filter selections include control signals, selected output frequencies (eg, selected by the user or by hardware or software components of the application), split signals (based on the selected output frequency) And / or other values based on the selected output frequency (eg, frequency ratio). In at least one embodiment, the number of filters that can be selected is four.
少なくとも1つの実施例では、信号発生器は、変換された信号をろ波された信号に基づいて生成するように構成された周波数変換器を更に含む。いくつかの実施例では、周波数変換器は、局部発振器(LO)信号を受信するミキサ、周波数2倍器、又は(例えば、ステップリカバリダイオード(SRD)を含む)乗算器である。乗算器の使用はスプリアス成分を招くが、又、変換される。 In at least one embodiment, the signal generator further includes a frequency converter configured to generate the converted signal based on the filtered signal. In some embodiments, the frequency converter is a mixer that receives a local oscillator (LO) signal, a frequency doubler, or a multiplier (eg, including a step recovery diode (SRD)). The use of a multiplier introduces spurious components but is also transformed.
少なくとも1つの実施例では、クロック分割器は、次のろ波により合成信号の主周波数より2.5倍低い主周波数を有する分割信号を生成するように構成される。 In at least one embodiment, the clock divider is configured to generate a split signal having a main frequency that is 2.5 times lower than the main frequency of the composite signal by subsequent filtering.
更に、クロック分割器は、第2の分割信号を(1)合成されたクロック信号、及び(2)第2の周波数比率を指示する第2の制御信号に基づいて生成するように構成された第3のDDSを含む。そのような実施例では、複数の選択可能なフィルタの1つの選択が、第2の制御信号に基づいて提供される。少なくとも1つの実施例では、選択可能なフィルタの数は4個である。 Further, the clock divider is configured to generate the second divided signal based on (1) the synthesized clock signal and (2) a second control signal indicating the second frequency ratio. Includes 3 DDS. In such an embodiment, one selection of a plurality of selectable filters is provided based on the second control signal. In at least one embodiment, the number of filters that can be selected is four.
加えて、少なくとも1つの実施例では、第2のDDS(又は、第3のDDS)は出力値のテーブルを含み、分割信号が(1)合成されたクロック信号、及び(2)周波数比率、及び前記の位相/振幅変換を指示する制御信号に応答する出力値のテーブルに基づいて決定される。これらの実施例では、第2のDDSは、分割信号に対する変化を、合成されたクロック信号の周波数と実質的に等しい周波数において、完全な位相/振幅変換なしに出力する。出力された分割信号は整数又は整数±サブセット(例えば、0.5)の位相値なので、ルックアップテーブルのサイズを減少させることが可能である。 In addition, in at least one embodiment, the second DDS (or third DDS) includes a table of output values, the split signal is (1) a synthesized clock signal, and (2) a frequency ratio, and It is determined based on a table of output values in response to the control signal instructing the phase / amplitude conversion. In these embodiments, the second DDS outputs the change to the split signal at a frequency substantially equal to the frequency of the synthesized clock signal without a complete phase / amplitude conversion. Since the output divided signal is a phase value of an integer or integer ± subset (for example, 0.5), the size of the lookup table can be reduced.
更に、少なくとも1つの実施例では、第2のDDS(又は、第3のDDS)が、分割信号を予め定められた周波数において合成されたクロック信号の受信に応答して出力するために予め導入される。 Further, in at least one embodiment, a second DDS (or third DDS) is pre-introduced to output the split signal in response to receiving a clock signal synthesized at a predetermined frequency. The
本発明の他の実施例による信号を発生する方法は、クロック信号を発生するための第1のDDSを使用すること、及びクロック信号に基づいて信号を発生してクロック信号の2分の1と実質的に等しい周波数を有する第2のDDSを使用することを含む。又、そのような方法は、位相オフセット値を第2のDDSに提供することも含む。 A method for generating a signal according to another embodiment of the present invention uses a first DDS for generating a clock signal, and generates a signal based on the clock signal to generate a half of the clock signal. Using a second DDS having substantially equal frequencies. Such a method also includes providing a phase offset value to the second DDS.
本発明の他の実施例による信号を発生する方法は、第1の信号をDDSのクロック入力に提供すること、及び第1の信号に基づいて出力信号を発生してクロック信号の2分の1と実質的に等しい周波数を有するDDSを使用することを含む。又、そのような方法は、位相オフセット値をDDSに提供することも含む。 A method for generating a signal according to another embodiment of the present invention includes providing a first signal to a clock input of a DDS and generating an output signal based on the first signal to generate a half of the clock signal. Using a DDS having a frequency substantially equal to. Such a method also includes providing a phase offset value to the DDS.
本発明の他の実施例による信号を発生する方法は、出力信号を発生して所望する周波数成分及びスプリアス周波数成分を有するDDSを使用すること、スプリアス周波数成分の強度をモニタすること、及び前記モニタリングの結果に基づいてDDSの位相オフセット値を変化させることを含む。 A method for generating a signal according to another embodiment of the present invention includes generating an output signal to use a DDS having a desired frequency component and a spurious frequency component, monitoring the intensity of the spurious frequency component, and the monitoring. And changing the phase offset value of the DDS based on the result of.
更に、本発明の実施例は、送信機、受信機、トランシーバ、試験装置、衛星通信システム、並びにここに記載された(例えば、局部発振器として利用される)信号発生器、及びそのような装置を使用する方法を含むレーダーシステムを含む。 In addition, embodiments of the present invention include transmitters, receivers, transceivers, test equipment, satellite communication systems, and signal generators described herein (eg, utilized as local oscillators), and such devices. Including radar systems including methods to use.
更に、本発明は、典型的な実施例の観点から説明される。これらの典型的な実施例は、図を参照して詳細に記載される。これらの実施例は制限されない典型的な実施例であり、図面全体を通して、類似の参照番号は類似の構造を表す。 Furthermore, the present invention will be described in terms of exemplary embodiments. These exemplary embodiments are described in detail with reference to the figures. These examples are exemplary, not limiting, and like reference numerals represent like structures throughout the drawings.
特別の定めのない限り、ここでは用語「信号発生器」「シンセサイザ」及び「周波数シンセサイザ」は同義的に使用される。「典型的」として記載される複数の実施例は単に説明に役立つ実例を指し、他の実施例よりも好ましい必要はない。 Unless otherwise specified, the terms “signal generator”, “synthesizer” and “frequency synthesizer” are used interchangeably herein. Embodiments described as “exemplary” merely refer to illustrative examples and need not be preferred over other embodiments.
本発明の実施例は、例えば、広帯域アプリケーションでの信号発生に適するシンセサイザ・アーキテクチャを含む。少なくとも1つの実施例では、DDSシンセサイザは、調節可能な(又は、変化する)クロック入力を1又は複数の他のDDSに供給するように構成されたクロック発生器を含む。その種の装置のオペレーションは、後続の1又は複数のDDSの出力のスプリアス成分を阻止又は減少させるように(DDSを含む)クロック発生器の出力周波数を選択することを含む。その種の実施例は、例えば、広い周波数範囲にわたる信号を生成するために適用される。 Embodiments of the present invention include, for example, a synthesizer architecture suitable for signal generation in wideband applications. In at least one embodiment, the DDS synthesizer includes a clock generator configured to provide an adjustable (or varying) clock input to one or more other DDSs. The operation of such a device includes selecting the output frequency of the clock generator (including DDS) to prevent or reduce spurious components of the output of the subsequent one or more DDSs. Such an embodiment is applied, for example, to generate signals over a wide frequency range.
図24は、本発明の実施例による信号発生器10のブロック図を示す。(1又は複数のDDSを含む)クロック発生器101は、合成されたクロック信号を、クロック源信号(図示されない)に基づいて発生する。(1又は複数のDDSを含む)分割器105は、合成されたクロック信号(又は、それに基づく信号)を受信し、分割信号を合成されたクロック信号及び比率に基づいて発生する。選択可能なフィルタのバンク167は、分割信号(又は、それに基づく信号)を受信し、フィルタの選択された1つが、信号をろ波して出力を生成するために適用される。選択可能なフィルタの選択は、比率に基づく。更に、ここに記載された信号発生器10の実施例は、構成要素、例えば、フィルタ、周波数変換器、スイッチ、及び/又は(クロック発生器101と分割器105の間、分割器105と選択可能なフィルタ167の間、及び/又は1又は複数の選択可能なフィルタ167の下流の信号経路の)アナログ加算器を含む
FIG. 24 shows a block diagram of the
図1は、信号発生器10の2つの具体例20a,20bを含むシンセサイザ100の機能ブロック図を示す。シンセサイザ100は、(例えば、第1のクロック信号を提供するように構成された第1のアジャイル (agile) ・クロック発生器101を含む)広帯域局部発振器信号発生器として構成される。この具体例では、クロック発生器101は、第1のクロック源信号(及び、もしかすると他の信号)をクロック分配ユニット110から受信する。例えば、クロック分配ユニット110は、300MHzのクロック信号入力を発生又は受信し、300MHzのクロック信号を、その信号に基づいて、クロック発生器101に対して出力する。他の具体例では、クロック発生器101は、第1のクロック信号、又はそのような信号のプリカーサー (precursor) を発生するように構成された発振器を含む。そのような発振器は、水晶発振器(例えば、温度調整式水晶発振器、又はTCXO)、又は他の適当な装置である。
FIG. 1 shows a functional block diagram of a
少なくとも1つの実施例では、クロック発生器101は、DDSクロック信号入力をクロック分割器102に対して生成する。クロック発生器101は、ステップリカバリダイオード(SRD)、及び(例えば、低い周波数を有するクロック信号と乗算することによる)クロック発生のための関連回路を含む。クロック分割器102は、DDSクロック信号入力及び制御語の状態に基づいて分割信号を出力するように構成される。
In at least one embodiment,
図2及び図3は、クロック発生器101及びクロック分割器102の実施可能な具体例に関する補足的詳細をそれぞれ提供する。図2に示されるように、クロック発生器101は、可変帯域通過(及び/又はスイッチ帯域通過)フィルタ153に結合されたDDS151を含み、可変帯域通過(及び/又はスイッチ帯域通過)フィルタ153の出力は周波数変換器155に提供される。可変帯域通過フィルタ153は、クロック信号によるアーティファクト (artifact) 、及び他のアーティファクト(例えば、エイリアス、及びスプリアス応答)を除去する。
2 and 3 provide additional details regarding possible implementations of the
ここで使用される用語「周波数変換器」は、例えば、周波数乗算器(例えば、SRD、及びミキサを含む回路)のような装置を含む。周波数変換器155は、第1の局部発振器信号を受信しアップコンバートされた出力DDSクロック信号を生成するミキサとして実施される。少なくとも1つの具体例では、第1の局部発振器信号は、クロック分配ユニット110によりDDS151に提供されるクロック信号と同じベースから取り出され、たとえ同じ信号でもよい。更に、出力DDSクロック信号は、ある範囲(例えば、DDS151の出力バンド全体にわたる任意の周波数)全体にわたって連続的に調節可能な正弦波として実施される。出力DDSクロック信号は、ろ波された出力DDSクロック信号を生成するために複数の選択可能な帯域通過フィルタの1つ(又は、スイッチ帯域通過フィルタ、又は単独のフィルタ)157を使用してろ波される。
The term “frequency converter” as used herein includes devices such as frequency multipliers (eg, circuits including SRDs and mixers). The
図3に示されるように、クロック分割器102は、出力DDSクロック信号をクロック発生器101から受信するDDS161を含む。DDS161は、DDS161の出力に結合される可変帯域通過(又は、スイッチ帯域通過、又は単独の)フィルタ163に提供される分割信号を生成する。可変帯域通過フィルタ163は、クロック信号によるアーティファクト、及び他のアーティファクト(例えば、エイリアス、及びスプリアス応答)を除去する。DDS161により出力された分割信号は、例えば、広い周波数範囲にわたって調節可能な正弦波である。
As shown in FIG. 3, the
次に、ろ波された分割信号は、(例えば、ろ波された分割信号を第2の局部発振器信号と混合することにより)変換された分割信号を生成するように構成された周波数変換器165に提供される。変換された(例えば、アップコンバートされた)分割信号は、ろ波さアップコンバートされた分割信号を生成する複数の選択可能な帯域通過フィルタ167の1つを使用してろ波される。少なくとも1つの実施例では、DDS161が特定の帯域通過フィルタ167を制御語の状態に基づいて選択する。
Next, the filtered divided signal is a
いくつかの実施例では、クロック分割器102により出力された分割信号は、クロック発生器101から受信したDDSクロック信号の少なくとも2倍(しかし、3倍よりは小さい)周波数を有する。少なくとも1つの実施例では、分割信号はDDSクロック信号より2.5倍低い周波数を有する。そのような実施例では、0.5倍及び1.5倍の出力周波数において出現するイメージを抑圧するだけのためには、出力のろ波を提供することで十分である。従って、整数値2付近の分割限定だけが、ディジタル・アーキテクチャのサンプリング特性によって課された限定であり、ディジタル・アーキテクチャのサンプリング特性は、イメージに関心がある帯域幅で誤差を生じさせる。
In some embodiments, the divided signal output by
少なくとも1つの実施例では、選択可能な帯域通過フィルタ157,167の組のために適切な数字は4であることが分かっており、帯域通過フィルタ157,167の各々は、各入力信号をろ波するために別々に選択される。少なくとも1つの実施例では、フィルタ157,167の組の各フィルタは個別部品を使用して組み立てられ、個別部品は各フィルタに対する別々の構成要素である。或いは、もしアジャイル・クロック発生器への選択可能な入力周波数が使用されたら、4は選択可能な帯域通過フィルタ153,163の組のために適切な数字であることが分かっている。アジャイル・クロック発生器101への選択可能な入力周波数の使用は、クロック発生器101の出力の相互変調成分が無い帯域幅を増加させることにおいて更に有利である。
In at least one embodiment, it has been found that a suitable number for the set of selectable
フィルタ157,167の組(及び、選択可能な帯域通過フィルタの他の組)を構成する各フィルタは、組の他のフィルタと比較して、異なる帯域通過周波数範囲、及び更に小さな(又は、更に大きな)相対的帯域通過範囲(即ち、フィルタに対する高周波数カットオフと低周波数カットオフの差として計算されるフィルタの範囲のサイズ)を有する。特定のアプリケーション(又は、設計)の要求仕様及び/又は公差次第で、隣接する通過帯域は重なり合う(又は、重なり合わない)。1組のフィルタの通過帯域の1つの実施可能な配置は、一連のオクターブと同様である。
Each filter that makes up the set of
例えば、フィルタの組157は4つのフィルタを有し、帯域50−200MHzを通過させるように実施される。もし個別のフィルタが等しい幅の通過帯域を有するように実施されたら、各通過帯域は50,100,150,及び200MHzに中心を置かれ、各フィルタは中心周波数から±25MHzの帯域を通過させる。そのような分布は0.5x及び1.5xにおけるイメージを50MHzの出力周波数から除去するためには適切ではないが、しかし、25MHz及び75MHzのイメージは50MHzフィルタの通過帯域の内部(又は、少なくとも端)にある。従って、フィルタの中心周波数及び/又は通過帯域の他の分布は、更に望ましい。例えば、同じ中心周波数を、中心周波数が増加するにつれて次第に広くなる通過帯域を有するフィルタを用いて使用してもよい。或いは、フィルタは、不均一に分布した中心周波数を有してもよい。例えば、オクターブ、又は半オクターブ分布(例えば、50−70−100−140)が、中心周波数より僅かに狭い通過帯域を有する各フィルタを用いて代わりに使用される。 For example, filter set 157 has four filters and is implemented to pass the band 50-200 MHz. If individual filters are implemented to have equal width passbands, each passband is centered at 50, 100, 150, and 200 MHz, and each filter passes a band ± 25 MHz from the center frequency. Such a distribution is not suitable for removing the images at 0.5x and 1.5x from the 50 MHz output frequency, however, the 25 MHz and 75 MHz images are inside (or at least the edges) of the passband of the 50 MHz filter. )It is in. Thus, other distributions of the filter center frequency and / or passband are more desirable. For example, the same center frequency may be used with a filter having a passband that gradually increases as the center frequency increases. Alternatively, the filter may have non-uniformly distributed center frequencies. For example, an octave or half-octave distribution (eg, 50-70-100-140) is used instead with each filter having a passband slightly narrower than the center frequency.
DDS151,161は、DDSに特定の周波数及び位相を有する出力信号を生成させる1又は複数の制御語を受信する。例えば、制御語は、ディジタル位相及び周波数情報を含む。制御語は、DDS151,161により、例えば、位相アキュムレータ(又は、復号化及び処理のための他のレジスタ)に記憶される。
The
少なくとも1つの実施例では、実施例(例えば、DDS151、又はDDS161)で使用されるDDSの位相アキュムレータは、受信した制御語に含まれるディジタル情報をアキュムレータに既にあるバイナリ値に(例えば、モジュロ2加算を使用して)加え、新しい周波数/位相インデックス値を形成する。次にDDSは、新しく形成された周波数/位相インデックス値を使用して位相ルックアップテーブルから信号の周波数及び位相を決定し、DDSから出力する。
In at least one embodiment, the DDS phase accumulator used in the embodiment (eg,
更に詳細には、少なくとも1つの実施例では、一方又は両方のDDSは位相連続である。即ち、新しいアキュムレータ値がアキュムレータに書き込まれるとき、DDSは現在の値を位相アキュムレータで累積する。新しい周波数値(位相アキュムレータ値)が書き込まれるとき、DDSが故意に位相アキュムレータ値0にリセットされない限り、新しい周波数値は最終値にアキュムレータで累積又は加算する。
More particularly, in at least one embodiment, one or both DDSs are phase continuous. That is, when a new accumulator value is written to the accumulator, the DDS accumulates the current value in the phase accumulator. When a new frequency value (phase accumulator value) is written, the new frequency value accumulates or adds to the final value in the accumulator unless the DDS is deliberately reset to the
実施例では、クロック分割器102が、分割信号を予め定められた周波数においてDDSクロック信号入力の受信に応答して出力するために予め導入される。
In an embodiment, the
以下の表1は、周波数計画の特定の実施例を提供し、ここに記載された信号合成オペレーションを行うためのDDS151(「DDS1」)及びDDS161(「DDS2」)の特定の具体例を制御するために使用される制御情報を含む。少なくとも1つの実施例では、制御論理は、表1によりDDS151,161の機能を制御して特定の分割信号を生成するために使用される。例えば、1又は複数の制御語がDDSの制御レジスタにロードされる。この論理は、例えば、書き換え可能なゲートアレイ(FPGA)に具体化されたゲートベースの論理設計、特定用途向け集積回路(ASIC)、一連の個別部品、及び/又は(読み出し専用メモリ(ROM)、プログラム可能なROM(PROM)、消去可能なPROM(EPROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、フラッシュメモリ、又はそれらの変形)であるメモリに記憶されたプロセッサが実行可能な命令を使用して実施される。
Table 1 below provides specific examples of frequency planning and controls specific examples of DDS 151 ("DDS1") and DDS 161 ("DDS2") for performing the signal synthesis operations described herein. Control information used for the purpose. In at least one embodiment, control logic is used to control the function of
この実施例では、DDS1(151)の出力は、DDS2(161)への入力前に300MHzだけアップコンバートされる。DDS2(161)は選択された分割比率を適用し、その出力信号は、所望する出力信号を得るために2倍にされる。所定の選択された出力周波数、許容できる分割比率の既知の範囲、及び利用可能なアップコンバーション選択項目の既知の組を仮定して、制御論理がDDS1(151)に対する適切な出力周波数を選択するために実施される。 In this embodiment, the output of DDS1 (151) is upconverted by 300 MHz before input to DDS2 (161). DDS2 (161) applies the selected split ratio and its output signal is doubled to obtain the desired output signal. Given a predetermined selected output frequency, a known range of acceptable split ratios, and a known set of available up-conversion choices, the control logic selects an appropriate output frequency for DDS1 (151). To be implemented.
少なくとも1つの実施例では、クロック分割器102は、(例えば、位相値を変換することなく)分割信号出力を直接的に指定するために使用される振幅値のルックアップテーブルを含む。例えば、制御語に対する応答では、出力された値が振幅値のテーブルに基づいて決定される。少なくとも1つの実施例では、クロック分割器102は、分割信号の新しい値をDDSクロック信号の周波数と実質的に等しい周波数において完全な位相−振幅変換なしに出力する。又、クロック発生器101のためのDDS151のルックアップテーブルは、クロック発生器101により生成されるDDSクロック信号の周波数スペクトルでのスプリアス成分の発生を減少又は阻止するために予め決定されたエントリも含む。
In at least one embodiment, the
少なくとも1つの実施例では、スプリアス含有量は、分割器DDSを整数(又は、整数±0.X)の値(ここで、Xは数字)にチューニングすることにより減少する。更に詳細には、Xは5に等しい。しかし、Xに対して他の値も可能である(例えば、1)。或いは、Xは実数でもよい。この選択は、スプリアス応答(例えば、D/Aコンバータ誤差(例えば、量子化、及び非線形性)により発生するイメージ)を基本周波数(出力周波数)下でマスクする効果を有する。正確な整数分割値に対して、D/Aコンバータ誤差による全スプリアス含有量は、基本周波数の項に分類される。整数値±0.Xに対して、いくらかのスプリアス含有量は基本周波数の項に分類され、接近した残りのスプリアス含有量は出力周波数±(0.X*出力周波数)に等しい周波数の項に分類される。従って、フィルタの数、及び阻止必要性を、出力周波数のスプリアスがない範囲に基づいて決定することが可能である。 In at least one embodiment, the spurious content is reduced by tuning the divider DDS to an integer (or integer ± 0.X) value (where X is a number). More specifically, X is equal to 5. However, other values for X are possible (eg, 1). Alternatively, X may be a real number. This selection has the effect of masking spurious responses (eg, images generated by D / A converter errors (eg, quantization and non-linearity)) below the fundamental frequency (output frequency). For exact integer division values, the total spurious content due to D / A converter error is categorized as a fundamental frequency term. Integer value ± 0. For X, some spurious content is classified into fundamental frequency terms and the remaining remaining spurious content is classified into frequency terms equal to the output frequency ± (0.X * output frequency). Thus, the number of filters and the need for rejection can be determined based on a range where there is no spurious output frequency.
図3Aは、クロック分割器102、及び周波数変換器段120の他の実施例を示す。この図に示されるように、クロック分割器102は、クロック発生器101により出力されたクロック信号を受信するDDS161を含む。DDS161は、ろ波された分割信号を生成するために複数の選択可能な帯域通過フィルタ167の1つを使用してろ波された分割信号を生成する。少なくとも1つの実施例では、DDS161は、特定の帯域通過フィルタ167を制御語の状態に基づいて選択する。例えば、DDS161により出力された分割信号は、広い周波数範囲にわたって調節可能な正弦波である。
FIG. 3A shows another embodiment of
ろ波された分割信号は、駆動回路169を通して、ろ波された分割信号が変換された分割信号を生成するために変換される周波数変換器段120に提供される。周波数変換器121は、乗算器として、例えば、スナップオフダイオード(ステップリカバリダイオード)を含むコム発生器を使用して実施される。或いは、周波数変換器121は、周波数2倍器(又は、「専用の乗算器」)として構成されたミキサを含み、入力信号はミキサのRF入力及びLO入力の両方と結合する。
The filtered split signal is provided through a
変換された分割信号は、ろ波され変換された分割信号を生成するために複数の選択可能な帯域通過フィルタ123の1つを使用してろ波される。例えば、選択可能な帯域通過フィルタの数は4である。少なくとも1つの実施例では、DDS161は、特定の帯域通過フィルタ123を制御語の状態に基づいて選択する。従って、ろ波され変換された分割信号は、駆動回路125(例えば、バッファ、増幅器、又はインピーダンス整合ネットワーク)を通して1又は複数の周波数変換器に提供され、関心がある他の周波数を生成する。
The converted split signal is filtered using one of a plurality of selectable
図4は、周波数変換器段130の実施例の詳細な機能ブロック図を示す。この図に示されるように、第1の局部発振器信号の第1の部分を出力する周波数変換器段130は、(周波数変換器段120に結合される)周波数変換器131を含み、周波数変換器131の出力は、スイッチ132,135を通して1又は複数の選択可能な帯域通過フィルタ133,134に結合される。少なくとも1つの実施例では、周波数変換器段130は、帯域通過フィルタ133又は帯域通過フィルタ134を、受信した(ろ波され変換された)分割信号の周波数に基づいて選択する。実施例では、この段での選択可能な帯域通過フィルタの数は2であるが、2より多いか2より少ないフィルタも適切なものとして使用できる。
FIG. 4 shows a detailed functional block diagram of an embodiment of
帯域通過フィルタ133,134は、段の所望する出力周波数(又は、所望する出力周波数への変換を行うために必要な中間周波数)に基づいて選択される。例えば、図4に示される特定の具体例では、1100−1300MHzの帯域通過フィルタ133又は1300−1500MHzの帯域通過フィルタ134の何れかが、第1の周波数変換器段130に対して所望する出力周波数に基づいて選択され、出力周波数の範囲は1100MHz−1500MHzである。図4に示されるように、先行する段120からの100−300MHzの中間周波数(IF)入力は、1000MHz又は1200MHzの何れかと混合され、上記出力を生成する。
The bandpass filters 133, 134 are selected based on the desired output frequency of the stage (or the intermediate frequency required to perform the conversion to the desired output frequency). For example, in the specific example shown in FIG. 4, either the 1100-1300
少なくとも1つの実施例では、制御論理は、フィルタ133又はフィルタ134を所望する出力周波数に基づいて選択するために使用される。制御論理は、(限定されないが)例えば、上記のようなFPGA、ASIC、ROMデバイス、又はソフトウェアを使用して実施される。制御論理は、提供される出力周波数を最初に決定し、最終出力にアップコンバートされるのに必要な局部発振器周波数を次に決定する。実施例では、もし所望する出力周波数が1100−1300MHzならば、図4に示されるように1000MHz局部発振器信号が選択されて、1100−1300MHzを生じさせるために周波数変換器131を使用して100−300MHzと混合される。他方では、もし所望する出力周波数が1300−1500MHzならば、1200MHz局部発振器信号が選択されて、1300−1500MHzフィルタ134が選択される。少なくとも1つの実施例では、LO信号及びフィルタを選択することは、同じ制御信号を用いて行われる。制御論理及び制御流れに関する補足的詳細が、図16に対して記載される。
In at least one embodiment, control logic is used to select
図5は、周波数変換器段140の実施例の詳細な機能ブロック図を示す。この図に示されるように、周波数変換器段140は、第1の位置で、周波数変換器段140が、受信した信号を、ろ波された信号を生成するために複数の選択可能な帯域通過フィルタ142の1つに結合される周波数変換器141(例えば、ミキサ)に提供するように構成する1組のスイッチ144,145を含む。少なくとも1つの実施例では、周波数変換器段140は、特定の帯域通過フィルタ142を、周波数変換器段140の出力において必要な最終出力周波数に基づいて選択する。第2の位置では、スイッチ144,145は、周波数変換器段140に、周波数変換器段140により受信された信号を出力させる。どちらの場合も、スイッチ145を通る第2段信号が、駆動回路146を通して、第1の局部発振器最終出力信号として提供される。図1及び図5に示される特定の具体例では、この段により出力される第1の局部発振器信号は、1100MHz−2100MHzの周波数を有する。
FIG. 5 shows a detailed functional block diagram of an embodiment of
少なくとも1つの実施例では、ろ波及びアップコンバーション選択、又はバイパスに対するスイッチ設定は、制御論理により、段出力周波数、第1の局部発振器LO1の所望する最終出力周波数(例えば、1100−2100MHz)、又はこれらの1つを生成するためのアップコンバーションに使用される中間周波数に基づいて選択される。出力周波数の範囲の中に通過帯域を有し、不要な項(例えば、アップコンバージョンの場合の局部発振器入力)を減衰させるフィルタが選択される。もし周波数変換器段140がアップコンバーション(例えば、出力周波数は、1100−1500MHz)のために構成されていなければ、周波数変換器141はバイパスされて、前の段(例えば、図4の周波数変換器段130)からの出力周波数が使用される。
In at least one embodiment, filtering and up-conversion selection, or switch settings for bypass, are controlled by the control logic, stage output frequency, desired final output frequency of the first local oscillator LO1 (eg, 1100-2100 MHz), Or selected based on the intermediate frequency used for up-conversion to generate one of these. A filter is selected that has a passband in the output frequency range and attenuates unwanted terms (eg, local oscillator input in case of upconversion). If the
図1に示されるように、少なくとも1つの実施例では、シンセサイザ100は、第2の局部発振器信号を生成するように構成された第2の信号発生器(即ち、第2の分割器104に結合される第2のクロック発生器103)を更に含む。第2のクロック発生器103によりクロック分配ユニット110から受信されたクロック信号は、第1のクロック発生器101により受信されたクロック信号と同じ周波数を有する。或いは、クロック分配ユニット110は、異なる周波数を有する信号を第2のクロック発生器103に提供する。第2のクロック発生器103及び第2の分割器104の構造及びオペレーションは、図1−図3Aの第1のクロック発生器101及び第1の分割器102に対して記載されたものと実質的に同じである。第2の局部発振器信号は、例えば、48MHz−94MHzの周波数を有する。更に高い局部発振器周波数を発生するために、第2の分割器104の出力は、上記のアップコンバータ及び/又は1又は複数の合成器段に結合される。
As shown in FIG. 1, in at least one embodiment,
少なくとも1つの実施例では、シンセサイザ100は第3の局部発振器信号を提供する。第3の局部発振器信号は、例えば、300MHz、500MHz、又は1100MHzの周波数の1つを有する。実施例では、クロック分配ユニット110は、第3の局部発振器信号を発生するように構成された1又は複数のステップリカバリダイオード(SRD)を含む。
In at least one embodiment,
或いは、調節可能なクロック源を変化させることは、第2の(又は、後の)DDSに対してクロックを提供するDDS方法及び装置以外を使用して構成してもよい。そのような変化する(調節可能な)クロック源の実施例は、位相同期ループである。位相同期ループは同調が遅いが、そのような装置はDDSと比較して(ミリワットまで下がる)低い電力消費及び/又は(例えば、減らされたろ波要求仕様による)小さなサイズを提供する。そのような実施例では、可変周波数クロック信号はクロック分割器により受信され、クロック分割器は図1−図3Aに対して記載された。 Alternatively, changing the adjustable clock source may be configured using other than a DDS method and apparatus that provides a clock for the second (or later) DDS. An example of such a variable (adjustable) clock source is a phase locked loop. Phase locked loops are slow to tune, but such devices provide low power consumption (down to milliwatts) and / or small size (eg, due to reduced filtering requirements) compared to DDS. In such an embodiment, the variable frequency clock signal is received by a clock divider, which was described with respect to FIGS. 1-3A.
他の実施例では、シンセサイザ200は、2つ以上の分割器(例えば、図6に示されるような分割器202−204)に結合されるクロック発生器201を含む。少なくとも1つの実施例では、1又は複数の分割器202−204はDDSを使用して実施される。例えば、複数のクロック分割器は、新しい分割比率又は制御語をDDS分割器にロードするために掛かる時間を減らすか削除するために使用される。1つの具体例では、1又は複数のクロック分割器202−204が、均一に早い切替時間を達成するために、特定の分割比率、制御語、及び/又は出力周波数/位相を用いて(即ち、信号経路に選択される前に)予め構成される。典型的なアプリケーションでは、そのようなアーキテクチャは、異なる周波数の間(又は、中で)非常に高速に「ピンポン」(又は、「ホップ」)するために使用される。
In another embodiment,
例えば、1又は複数のクロック分割器202−204は、予め定められた異なる分割器値を予めロードするための複数のレジスタを含み、分割器は、予めロードされた分割器値の1つを、制御論理により分割器の外部に各分割器へ別々にロードするために掛かる時間より早く提供される信号に応答して選択できる。制御信号は、分割器が信号経路に選択されるときに(又は、前に)提供される。 For example, the one or more clock dividers 202-204 include a plurality of registers for pre-loading different predetermined divider values, and the dividers can use one of the pre-loaded divider values, Control logic can select in response to a signal provided earlier than the time it takes to load each divider separately outside the divider. The control signal is provided when (or before) the divider is selected for the signal path.
或いは、複数の分割器202−204の各々は、単一の各分割器値で予め構成(又は、単一の各分割器値を予めロード)され、各分割器は、非常に速いチューニング・スピードを達成するために、(例えば、スイッチ205により)各分割器へ別々にロードするために掛かる時間より早く別々に選択される。少なくとも1つの実施例では、分割器202−204は、(直列にロードされるレジスタとは逆の)並列ロード制御語レジスタを有する。 Alternatively, each of the plurality of dividers 202-204 is preconfigured with each single divider value (or preloaded with each single divider value), and each divider has a very fast tuning speed. To achieve this, a separate selection is made earlier than the time it takes to load each divider separately (eg, by switch 205). In at least one embodiment, dividers 202-204 have parallel load control word registers (as opposed to serially loaded registers).
図6は3つの分割器202−204を示すが、任意の数の分割器(又は、分割器DDS)が種々の実施例で使用できることを銘記しておく。又、アーキテクチャも、クロック発生器201と分割器202−204の間にスイッチを含むように実施できる。
Although FIG. 6 shows three dividers 202-204, it is noted that any number of dividers (or dividers DDS) can be used in various embodiments. The architecture can also be implemented to include a switch between the
他の具体例では、分割器チップは複数の(例えば、4又は8)異なるピンを選択可能な特性を有し、図6に対して記載したようにオペレーション中に早い周波数切替が達成されるように、各特性はそれぞれの制御語(又は、分割比率)を含む。1つの具体例では、そのような分割器チップは、2つの異なる周波数の間で切り替わる位相連続を提供する。或いは、図6のアーキテクチャは、複数の分割器(例えば、202−204からの出力)が変調された出力信号(又は、所望する波形)を提供するために結合するように、スイッチ205の代わりに(又は、スイッチ205に加えて)アナログ加算機を使用して実施される。
In other embodiments, the divider chip has the property of selecting multiple (eg, 4 or 8) different pins so that fast frequency switching is achieved during operation as described for FIG. In addition, each characteristic includes a respective control word (or division ratio). In one embodiment, such a divider chip provides a phase continuity that switches between two different frequencies. Alternatively, the architecture of FIG. 6 replaces
更に、代わりに、分割器202−204の少なくとも1つが、DDSに基づかない分周器でもよい。例えば、そのような分周器は、論理チップ(例えば、TTL、ECL)を含むか個別部品を使用するものとして構成されるか、又は分割周波数を出力できる集積回路を含む。或いは、そのような分割器は、分割信号を、複数の異なる分割比率の1つにより、選択信号に応答して生成する。クロック発生器201が、特定のアプリケーションで、分割器202−204の少なくとも1つがDDSを使用して実施される実施例より大きい周波数範囲を有することを必要とするように、そのような実施例は、利用可能な分割比率の組を減少させる。
Further alternatively, at least one of the dividers 202-204 may be a frequency divider that is not based on DDS. For example, such a frequency divider includes a logic chip (eg, TTL, ECL) or is configured to use discrete components, or includes an integrated circuit that can output a divided frequency. Alternatively, such a divider generates a divided signal in response to the selection signal by one of a plurality of different division ratios. Such an embodiment is such that the
図7Aに示されるように、他の実施例によるシンセサイザ700は、第1の分割器段710に結合されるクロック発生器701を含み、次に第1の分割器段710の出力が第2の分割器段703に結合される。そのような実施例では、クロック発生器701、第1の分割器段710、及び第2の分割器段703の少なくとも1つ(又は、全て)がDDSを使用して実施され、例えばクロック発生器701は第1のDDSを含み、第1のDDSは第1の分割器段710を実施している第2のDDSに結合され、第1の分割器段710は第2の分割器段703を実施している第3のDDSに結合される。例えば、第3のDDS(又は、第2段分割器)は、上記の実施例の第2のDDS(又は、分割器)を実質的に再現する。
As shown in FIG. 7A, a
第2のDDSの出力へ直列に結合された第3のDDSを使用する長所は、更に高精度なチューニング分解能(例えば、マイクロヘルツ分解能)及び/又は更にスプリアス成分抑圧を含む。更に、増大したチューニング分解能(しかし、減少したスプリアス性能)を有する第1のDDS(例えば、アジャイル・クロック、又はクロック発生器DDS)が使用される。そのような実施例では、第1のDDS(例えば、アジャイル・クロック発生器DDS)により生成されるスプリアス成分は、例えば、20log[(第2のDDS分割値)*(第3のDDS分割値)]だけ減少する。従って、第3のDDSの付加は、第1のDDS(例えば、アジャイル・クロック発生器)により作り出されたスプリアス応答を更に減少させ、一方で更に高精度なチューニング分解能を提供する。他の実施例のように、1又は複数のDDSが、素早い周波数切替のために予めロードされる。更に、図7Bに示されるように、第1の分割器段722は、2つ以上の分割器(例えば、分割器710,711)を含むように実施される。そのような分割器は、(例えば、スイッチ712を介して)選択可能、又は(例えば、変調された信号、又は他の波形を得るために)組合せ可能な出力を有する。
Advantages of using a third DDS coupled in series to the output of the second DDS include more accurate tuning resolution (eg, microhertz resolution) and / or further spurious component suppression. In addition, a first DDS (eg, an agile clock or clock generator DDS) with increased tuning resolution (but reduced spurious performance) is used. In such an embodiment, the spurious component generated by the first DDS (eg, Agile Clock Generator DDS) is, for example, 20 log [(second DDS split value) * (third DDS split value) ] Is reduced. Thus, the addition of a third DDS further reduces the spurious response created by the first DDS (eg, an agile clock generator) while providing more accurate tuning resolution. As in other embodiments, one or more DDSs are preloaded for quick frequency switching. Further, as shown in FIG. 7B, the
クロック分割器102に関して、少なくとも1つの実施例では、DDS161は、入力クロックのレートでD/Aコンバータへ直接的に出力される振幅値のテーブルを含む。そのようなアーキテクチャは現在のDDSアーキテクチャの位相−振幅変換をバイパスし、従って、制御語入力に対する必要性を除去する。制御語が適用される整数(±0.5)比率を指定する信号により取って代わられるように、振幅値のテーブルは小さい(即ち、整数(又は整数±0.5)の比率に対してのみ実施される)。更に詳細には、そのような実施例は、例えば、整数値±0.5、及び/又は整数値±0.1,±0.2,±0.3,又は±0.4の比率を使用してもよい。他の許容できる問題解決手段は、(例えば、図23に示されるように)スプリアス応答のない広い帯域を提供することが分かっている、整数でない比率の分割器DDSを含む。このアプローチは、特定の要求仕様(例えば、アプリケーションの帯域幅、スプリアスのない動的範囲、要求仕様サイズ、等)に応えるために柔軟である。
With respect to
実施例では、上記のシンセサイザは、集積回路デバイスを、信号発生における使用のためのプログラム可能な分割器チップDDSとして使用して実施される。チップは、それを各クロック・サイクルに使用するために対応する正弦波(又は、余弦波)値を指示する特定の分割比率へ送信することによりプログラムされる。出力は正弦波であるが、他の波形も可能である。そのようなプログラム可能な分割器チップは、特定のアプリケーション(例えば、デュアルDDS形態を使用するアプリケーション)のために設計され、従って、簡素化(又は、合理化)した設計を利用する。デュアルDDSシンセサイザの場合、1つのDDSは、特定のスペクトル純度関係のために特定の分割比率だけで機能するために動作可能である第2のDDSを同期するために使用される。 In an embodiment, the above synthesizer is implemented using an integrated circuit device as a programmable divider chip DDS for use in signal generation. The chip is programmed by sending it to a specific split ratio that indicates the corresponding sine wave (or cosine) value for use in each clock cycle. The output is a sine wave, but other waveforms are possible. Such a programmable divider chip is designed for a specific application (eg, an application using a dual DDS configuration) and thus utilizes a simplified (or streamlined) design. In the case of a dual DDS synthesizer, one DDS is used to synchronize a second DDS that is operable to function only at a specific split ratio for a specific spectral purity relationship.
上で論じたように、デュアルDDSシンセサイザは、相互変調成分を減少させる長所を有するように実施される。スプリアス応答は、特に広帯域アプリケーションのためのDDSの広範な使用を制限した以前のDDSアーキテクチャの1つの特徴である。クロックは調節された出力周波数に関係するので、クロックの予測可能な間隔では、DDSは多くの隣接するスプリアス応答を有する。狭帯域システムでは、これらの隣接する応答を回避するためにクロックは単一周波数に設定されるが、これもチューニング範囲を制限する。従って、これらのスプリアス応答は、広帯域システムでの既存のDDSアーキテクチャの使用を禁じる。 As discussed above, dual DDS synthesizers are implemented to have the advantage of reducing intermodulation components. Spurious response is one feature of previous DDS architectures that limited the widespread use of DDS, especially for wideband applications. Since the clock is related to the adjusted output frequency, at a predictable interval of the clock, the DDS has many adjacent spurious responses. In narrowband systems, the clock is set to a single frequency to avoid these adjacent responses, but this also limits the tuning range. Therefore, these spurious responses prohibit the use of existing DDS architectures in broadband systems.
少なくとも1つの本発明の実施例では、第1のDDSは調節可能なクロックを第2のDDSに提供し、調節可能なクロックは、第2のDDSの固有のスプリアス領域を軽減するために必要であるとして、第2のDDSへの入力クロックが調節されることを可能にする。この形態は、DDSの所望する利点を利用するために隣接するスプリアス応答を除去及び/又は著しく減少させ、DDSの所望する利点は優れた位相ノイズ及び高速チューニング・スピードを含む。最もクリーンな出力スペクトルは整数及び半整数の比率において得られるので、これらの分割比率専用のDDSチップがその機能に対して最適化される。 In at least one embodiment of the invention, the first DDS provides an adjustable clock to the second DDS, and the adjustable clock is necessary to mitigate the inherent spurious region of the second DDS. As it is, it allows the input clock to the second DDS to be adjusted. This configuration removes and / or significantly reduces adjacent spurious responses in order to take advantage of the desired benefits of DDS, where the desired benefits of DDS include excellent phase noise and fast tuning speed. Since the cleanest output spectrum is obtained in integer and half-integer ratios, the DDS chips dedicated to these split ratios are optimized for their function.
本発明の他の実施例は、プログラム可能な分割器チップを含む。(分割器DDSとして特に構成された)そのようなDDSシンセサイザ・チップは、高速チューニング及び低い位相ノイズ特性が所望される多様な広帯域アプリケーションで利用される。これらのアプリケーションは、(制限されないが)信号監視、電子戦、試験装置、送信機、レーダー、及びデータ通信を含んでもよい。(例えば、アナログ設計と比較して)分割器DDSの特定の長所は、更に単純な設計、更に早い設計、更に小さいチューニング語、更に低いスプリアス応答、更に高い忠実度、及び更に低い位相ジッタを含む。 Another embodiment of the invention includes a programmable divider chip. Such DDS synthesizer chips (particularly configured as divider DDS) are utilized in a variety of wideband applications where fast tuning and low phase noise characteristics are desired. These applications may include (but are not limited to) signal monitoring, electronic warfare, test equipment, transmitters, radar, and data communications. Specific advantages of divider DDS (eg, compared to analog design) include a simpler design, a faster design, a smaller tuning word, a lower spurious response, a higher fidelity, and a lower phase jitter. .
図8Aに示されるように、本発明の実施例によるプログラム可能な分割器チップは、3つの部分:分割比率−アドレス・マッピング部801、(例えば、正弦及び/又は余弦)ルックアップテーブル802、及びディジタル−アナログ変換器(D/Aコンバータ)部803を含む。(指示された分割比率によりルックアップテーブル802のためのアドレスの配列を出力する)分割比率−アドレス・マッピング部801は、複数の異なる方法で実施され、選択された分割比率(例えば、一連の2.5,3,3.5,4,4.5,...,100の全部又は一部)がサポートされる。例えば、4で分割する場合、マッピング部801は、クロック・サイクル毎のアドレス/角度の1つのレートでD/Aコンバータ803に出力される90°毎(又は、0°,90°,180°,及び270°)に対する正弦波(又は、余弦波)値のためのルックアップテーブル802のアドレスを示す。従って、4で分割された出力の1つの完全なサイクルは、4つのクロック・サイクルで生成される。2.5で分割される場合、マッピング部801は、同じレートでD/Aコンバータ803に出力される0°,144°,288°,432°,及び576°に対する正弦値のためのアドレスを示す。この場合、2.5で分割された出力の2つの完全なサイクルは、5つのクロック・サイクルで生成される。他の分割比率に対するオペレーションは、この論理から推論できる。又、そのようなチップも、ここに記載された(例えば、ピンを選択可能な)選択可能な特性を含む。 As shown in FIG. 8A, a programmable divider chip according to an embodiment of the present invention includes three parts: a division ratio-address mapping unit 801, a lookup table 802 (eg, sine and / or cosine), and A digital-analog converter (D / A converter) unit 803 is included. The split ratio-address mapping unit 801 (which outputs an array of addresses for the lookup table 802 according to the indicated split ratio) may be implemented in a number of different ways and selected split ratios (eg, a series of 2 .., 5, 3, 3.5, 4, 4.5,. For example, when dividing by 4, the mapping unit 801 outputs every 90 ° (or 0 °, 90 °, 180 °, etc.) output to the D / A converter 803 at one address / angle rate per clock cycle. And the address of the look-up table 802 for sine (or cosine) values for 270 °. Thus, one complete cycle of output divided by 4 is generated in 4 clock cycles. When divided by 2.5, the mapping unit 801 indicates addresses for sine values for 0 °, 144 °, 288 °, 432 °, and 576 ° output to the D / A converter 803 at the same rate. . In this case, two complete cycles of output divided by 2.5 are generated in five clock cycles. Operations for other split ratios can be inferred from this logic. Such chips also include selectable characteristics described herein (eg, selectable pins).
そのような実施例は正弦波(又は、余弦波)出力を提供するが、しかし、この基本構造の他の実施例も可能である。図8Bに示されるように、1実施例は、1機能802のような、分割比率のROMへのルックアップを含む。他の実施例は、非正弦波形(例えば、三角波、のこぎり波、又は他の波形)に基づくルックアップテーブルである。
Such an embodiment provides a sine wave (or cosine wave) output, but other embodiments of this basic structure are possible. As shown in FIG. 8B, one embodiment includes a lookup to a split ratio ROM, such as one
以下の表2は、特定の分割比率を生成するために使用される増加位相値の実施例を一覧表示する。 Table 2 below lists examples of incremental phase values used to generate a particular split ratio.
位相増加数を検討することにより認識されるように、多くの値が再利用される。例えば、12による分割は30°毎に12個の値を有し、60°毎に値を有する6による分割の6個の値全てを包含する。そのような数字の再利用(及び、ルックアップのサイズの結果的な減少)は、具体例で実現されるDDSの単純化を可能にする。 Many values are reused, as recognized by considering the number of phase increases. For example, a division by 12 has 12 values every 30 ° and encompasses all 6 values of a division by 6 having a value every 60 °. Such number reuse (and a consequent reduction in the size of the lookup) allows for the simplification of the DDS realized in the example.
分割比率2(即ち、Nyquist 周波数)におけるDDSの使用は、現在知られていない。1つの考えられる理由は、DDSが、更に高い分割比率における出力信号強度と比較して、整数比率2における20dB(又は、20dBより大きな)までの出力信号強度での減少を示すことである。 The use of DDS at a split ratio of 2 (ie Nyquist frequency) is currently unknown. One possible reason is that the DDS shows a decrease in output signal strength up to 20 dB (or greater than 20 dB) at an integer ratio of 2 compared to output signal strength at a higher split ratio.
いくつかのDDS(例えば、Analog Devices 社の 98XX シリーズのDDS)は、位相オフセット値を、位相アキュムレータにより(例えば、ディジタル/アナログ変換の前に)出力される位相値に加算する措置を含む。発明者は、90°(又は、270°)の位相オフセットを選択することにより、出力信号強度が、更に高い分割比率における結果と匹敵する整数比率2において達成されることを発見した(例えば、図25を参照)。
Some DDS (eg, Analog Devices 98XX series DDS) include measures to add the phase offset value to the phase value output by the phase accumulator (eg, prior to digital to analog conversion). The inventor has discovered that by selecting a phase offset of 90 ° (or 270 °), the output signal strength is achieved at an
ここに記載されたように、そのような技術は、可変周波数クロック(例えば、PLL、又は他のDDS)により駆動されるDDSを用いる特定の長所に使用される。そのような1つのアプリケーションでは、分割器DDSは分割比率2、及び位相オフセット90°で構成される。PLL(又は、DDS)を同期することは周波数可変性(及び/又は、広帯域オペレーション)を提供するために使用され、一方、分割器DDSは位相連続(及び/又は、比較的スプリアスが無い出力)を半分のクロック周波数において提供するために使用される。異なる位相オフセット値が、類似の長所を他のDDSモジュールに提供することが確認される。 As described herein, such techniques are used for certain advantages with DDS driven by a variable frequency clock (eg, PLL, or other DDS). In one such application, the divider DDS is configured with a division ratio of 2 and a phase offset of 90 °. Synchronizing the PLL (or DDS) is used to provide frequency variability (and / or wideband operation), while the divider DDS is phase continuous (and / or relatively spurious free). Is used at half the clock frequency. It is confirmed that different phase offset values provide similar advantages to other DDS modules.
又、DDSの位相オフセット値の調整は、分割比率X.5(ここで、Xは2以上の整数)と関連して使用される(例えば、図26を参照)。本発明の他の実施例による方法では、位相オフセット値が選択されて減少したスプリアス信号強度(及び/又は、増大した出力信号強度)を提供する。 The adjustment of the phase offset value of the DDS is performed by dividing the division ratio X. 5 (where X is an integer greater than or equal to 2) (see, eg, FIG. 26). In a method according to another embodiment of the invention, a phase offset value is selected to provide a reduced spurious signal strength (and / or increased output signal strength).
上記のように、D/Aコンバータ非線形性は、スプリアス含有量を増加させる。一般に、D/Aコンバータ非線形性は、更に高い周波数において大きい。この効果に対する1つの理由は、更に低い分割比率における出力が、更に高い分割比率における出力よりも少ないデータポイントを使用して変換されることである。もしかすると、この効果のために、分割比率2.5におけるDDSのオペレーションは現在知られていない。そのようなオペレーションを可能にするろ波(及び、他の技術)が、ここに記載される。 As noted above, D / A converter nonlinearity increases spurious content. In general, D / A converter nonlinearity is greater at higher frequencies. One reason for this effect is that the output at the lower split ratio is converted using fewer data points than the output at the higher split ratio. Perhaps because of this effect, the operation of DDS at a split ratio of 2.5 is currently unknown. Filters (and other techniques) that allow such operation are described herein.
ここに記載されるように、分割比率X.5(ここで、Xは2以上の整数)で動作するDDSは、0.5倍(及び、1.5倍)の出力周波数においてスプリアス出力を有することを期待される(例えば、図21を参照)。DDSの位相オフセット値を変化させること(又は、選択すること)により、これらの相互変調成分の一方(又は、両方)の強度が減少する。 As described herein, the split ratio X. A DDS operating at 5 (where X is an integer greater than or equal to 2) is expected to have a spurious output at an output frequency of 0.5 times (and 1.5 times) (see, eg, FIG. 21) ). By changing (or selecting) the phase offset value of the DDS, the intensity of one (or both) of these intermodulation components is reduced.
そのような方法は、例えば、ろ波タスクを簡略化するために更に適用される。例えば、フィルタは1クロック周波数によるスプリアスの強度を減少させるが、他のクロック周波数によるスプリアスの強度への(特定の設計仕様を満たす)十分な効果を有しない。少なくとも第2の場合において、上記のようにスプリアスの強度を減少させることにより、その場合に同じフィルタを使用することにより仕様を満たすことが可能であり、このことは他のフィルタをシステムに付加する必要性を回避する。又、ここに記載された方法は、X.5以外の分割比率で動作するDDSでも使用される。 Such a method is further applied, for example, to simplify the filtering task. For example, the filter reduces the spurious strength due to one clock frequency, but does not have a sufficient effect (to meet certain design specifications) on the spurious strength due to other clock frequencies. In at least the second case, by reducing the spurious intensity as described above, it is possible to meet the specification by using the same filter in that case, which adds another filter to the system. Avoid the need. Also, the method described here is described in X. It is also used in DDS that operates at a split ratio other than 5.
位相オフセット値が分割比率X.5(ここで、Xは2以上の整数)で動作するDDSに対して変更(又は、選択)される場合、適切な位相オフセット値(即ち、スプリアス強度の所望する(又は、許容できる)減少、及び/又は所望する信号強度の所望する(又は、許容できる)増加をもたらす値)が徐々に変化することが可能である。例えば、そのような値は、温度、静電容量、周波数、デバイス劣化、等の効果に基づいて変化する。従って、DDSの出力信号の1又は複数のスプリアス成分の強度をモニタすること、及びモニタリングの結果に基づいてDDSの位相オフセット値を変更(又は、選択)することが望ましい(例えば、図27を参照)。又、そのような方法は、X.5以外の分割比率で動作するDDSでも使用される。加えて、そのような方法は、スプリアスの強度を減少させて(又は、させること無しに)所望する信号の強度を増加させるために使用される。 The phase offset value is the division ratio X. When changed (or selected) for a DDS operating at 5 (where X is an integer greater than or equal to 2), an appropriate phase offset value (ie, a desired (or acceptable) reduction in spurious intensity), And / or values that result in a desired (or acceptable) increase in desired signal strength) can be gradually changed. For example, such values change based on effects such as temperature, capacitance, frequency, device degradation, and the like. Therefore, it is desirable to monitor the intensity of one or more spurious components of the output signal of the DDS and to change (or select) the DDS phase offset value based on the monitoring result (see, for example, FIG. 27). ). Such a method is also described in X. It is also used in DDS that operates at a split ratio other than 5. In addition, such a method is used to reduce (or without) the spurious strength and increase the desired signal strength.
少なくとも同じ周波数、同じ分割比率、及び/又は同じアプリケーションにおけるオペレーションに対して、同じ型番の異なるDDSに対する所望する出力、同じロットからの異なるDDS、等を生成する位相オフセット値を変更(又は、選択)するために使用される1又は複数のDDSから情報を得ることが可能である。例えば、最適な(又は、望ましい)位相オフセット値が(DDSの内部及び/又は外部にある)1又は複数の特定の伝搬路に依存すること、及び値と伝搬路の関係に関する情報が得られて他のDDSの使用に適用されることが可能である。例えば、他の周波数において長所を有する位相オフセット値を計算するために、2又は3以上の異なるクロック(及び/又は、出力周波数)における測定値に関する情報を使用することが可能である(例えば、図28を参照)。当該技術分野で既知の状態分析、補間、等の特定の方法が、本発明の実施例による方法で適用される。 Change (or select) the phase offset value to produce the desired output for different DDS of the same model number, different DDS from the same lot, etc. for at least the same frequency, same split ratio, and / or operation in the same application It is possible to obtain information from one or more DDSs used to do so. For example, information about the optimal (or desirable) phase offset value depends on one or more specific propagation paths (inside and / or outside the DDS) and the relationship between the value and the propagation path It can be applied to the use of other DDS. For example, information about measurements at two or more different clocks (and / or output frequencies) can be used to calculate a phase offset value that has advantages at other frequencies (eg, FIG. 28). Specific methods known in the art, such as state analysis, interpolation, etc., are applied in the method according to embodiments of the present invention.
ここに記載するように、本発明の実施例は、1又は複数の極めて清浄な、高速チューニング周波数ソースが所望されるアプリケーションに対して使用される。実施例は、(限定されないが)周波数変換における局部発振器、復号変調、並びに送信及び試験・測定アプリケーションを含む。一般に、本発明も、以前に実施した位相同期ループ(PLL)アプリケーションに対して使用される。図9−図16に対して、特定のアプリケーションが以下に記載される。 As described herein, embodiments of the present invention are used for applications where one or more extremely clean, fast tuning frequency sources are desired. Examples include (but are not limited to) local oscillators in frequency conversion, decoding modulation, and transmission and test and measurement applications. In general, the present invention is also used for previously implemented phase locked loop (PLL) applications. For FIGS. 9-16, specific applications are described below.
図9は、実施例による高速チューニング、高スペクトル純度のチューナ/受信機900のブロック図である。更に詳細には、図9は、高速チューニング・スピード、及び高スペクトル純度(位相ノイズ、及びスプリアスが無いダイナミック・レンジ(SFDR))のために設計されたチューナ/受信機の実施例を示す。そのような実施例のためのアプリケーションは、信号インテリジェンス(SIGINT)及び電子インテリジェンス(ELINT)信号の収集及び解析を含む。少なくとも1つの実施例では、受信機/チューナ900は受信帯域フィルタ903に結合された高周波(RF)アンテナ901を含み、受信帯域フィルタ903の出力は低ノイズ増幅器905を通して第1の周波数変換器907に送られて第1の中間周波数(IF1)を生成する。周波数変換器907の出力は、帯域通過フィルタ909を通して、第2のIF(IF2)を生成する第2の周波数変換器911に結合される。第2の周波数変換器911の出力は、帯域通過フィルタ913及び増幅器(又は、信号処理器)915を通して、検出されたディジタル信号を修復する第3の周波数変換器917に送られる。周波数変換器917の出力は、第1の低域通過フィルタ919、増幅器/信号処理器921、及び第2の低域通過フィルタ923を通して、検出されたディジタル信号に対応するアナログ信号を再構成するD/Aコンバータ925に結合される。そのような実施例では、受信機のチューニング・スピード及びスペクトル純度は、そのシンセサイザ(図9に示される特定の具体例の周波数変換器907,909及び917への各LO1,LO2,及びLO3入力)により決定される。本発明の実施例の位相ノイズ、SFDR、及びチューニング・スピードは、そのようなアプリケーションに大変適している。更に詳細には、LO1,LO2及びLO3の任意の1つ(又は、全て)が、ここに記載された(例えば、信号発生器10の1又は複数の具体例を含む)信号発生器(又は、シンセサイザ)の実施例を使用して実施される。或いは、LO2及びLO3の一方又は両方が、他の問題解決手段(例えば、PLLに基づく、又はSRDに基づく信号発生器)を使用して実施される。
FIG. 9 is a block diagram of a fast tuning, high spectral purity tuner /
図10は、実施例(例えば、「チップ上のDDS」)によるDDSチップ/チップセットのブロック図である。新しい混成信号ファウンドリ・プロセスは、このアーキテクチャを、チップ(又は、チップセット)問題解決手段に、制限した数の外部構成要素を用いて与えるために使用される。チップ(又は、チップセット)の帯域幅は、大いに改善された広帯域SFDR(例えば、85−90dBc)を有するDDSチップの簡略化を提供する。本発明の実施例によるアーキテクチャの帯域幅は、ディジタル、及びD/Aコンバータ・アーキテクチャのスピードを増加させ続ける。 FIG. 10 is a block diagram of a DDS chip / chipset according to an embodiment (eg, “DDS on chip”). A new hybrid signal foundry process is used to provide this architecture to the chip (or chipset) problem solver with a limited number of external components. The bandwidth of the chip (or chipset) provides a simplification of a DDS chip with a greatly improved wideband SFDR (eg, 85-90 dBc). The bandwidth of the architecture according to embodiments of the present invention continues to increase the speed of digital and D / A converter architectures.
図10では、変更された正弦ルックアップテーブル、及び位相アキュムレータROMが、本明細書に記載されたDDS#2のための最適に調整されたスポットに対する位相アキュムレータ値及びルックアップ値を収容する。特定のアプリケーションに対して、それら最適スポットは整数分割比率、及び整数±0.5分割比率である。これらの「最適スポット」に対応するこれらの値だけを使用することが、位相アキュムレータROM及び正弦ルックアップテーブル(ROM)のサイズを減少させる。図10に示されるように、いくつかの実施例では、フィルタ構成要素及び周波数変換器構成要素が、DDS集積回路の外部に提供される。
In FIG. 10, a modified sine look-up table and phase accumulator ROM contains the phase accumulator and look-up values for the optimally tuned spot for
図11は、実施例による試験及び測定信号発生器/スペクトラムアナライザ・フロントエンドのための機能情報関連図である。更に詳細には、本発明の実施例は、試験及び測定装置での使用に必要な特性を有し、(限定されないが)変調機能による優れた位相ノイズ及びSFDRを含む。試験及び測定信号発生器フロントエンドは、例えば、基準信号発生器1105、及び基準信号発生器1105と通信する広帯域信号発生器12を含む。広帯域信号発生器12は、ここに記載された信号発生器10の1又は複数の具体例を含むように実施される。又、アーキテクチャは装置のRFフロントエンド(例えば、スペクトラムアナライザ)に有益であり、装置の全体的性能を向上させる。
FIG. 11 is a functional information related diagram for the test and measurement signal generator / spectrum analyzer front end according to the embodiment. More specifically, embodiments of the present invention have the necessary properties for use in test and measurement equipment, including (but not limited to) excellent phase noise and SFDR due to modulation capabilities. The test and measurement signal generator front end includes, for example, a
図12は、実施例により提供される変調方式を有するセキュアなトランシーバ1200のブロック図である。本発明の実施例の変調機能は、送信機/受信機(トランシーバ)での使用に有用である。例えば、本発明の実施例により提供される低位相ノイズ及びスペクトル純度は、更に高次の複雑な変調型(及び、周波数ホッピング)の具体例を可能にし、更に高次の複雑な変調型及び周波数ホッピングは、セキュアな送信のいくつかの形態の前提条件である。送信機は標準的な通信アプリケーション、又は特定のアプリケーション(例えば、レーダー)のために使用される。
FIG. 12 is a block diagram of a
少なくとも1つの実施例では、トランシーバ1200の送信機部分はセキュアなデータを符号化するための符号器/復号器(CODEC)、及び信号発生器14aを含み、ここに記載された信号発生器10の1又は複数の具体例を、符号化されたデータをRF送信用に変調するために含む。そのような実施例は、広帯域変調された信号に対応するためにフィルタ変更が必要である。更に、そのような実施例では、トランシーバ1200の受信機部分は、図9に記載された構成要素を実質的に含み、局部発振器ソースのために(ここに記載された信号発生器10の1又は複数の具体例を各々が含む)信号発生器14b−14dの使用を含む。しかし、これらの実施例では、帯域通過フィルタ913(図9を参照)は、表面弾性波(SAW)素子を使用して実施される。他のフィルタ(例えば、フィルタ903,909,919,923)は、誘電体素子、セラミック素子、又はそれらの混合を使用して実施される。更に、いくつかの実施例では、発振器14c(及び/又は、発振器14d)は、他の問題解決手段(例えば、PLL(又は、SRD)ベースの信号発生器)を使用して実施される。
In at least one embodiment, the transmitter portion of
図13は、実施例による衛星通信システムのブロック図である。一般に、衛星通信は、トランスポンダとして使用される少なくとも3つの基本的な構成要素(2つの地上リンク、及び1つの衛星リンク)を必要とする。これらの構成要素の各々は、送信機/受信機、又は(例えば、局部発振器信号発生器として利用される)本発明の実施例と一緒に使用される周波数変換器(例えば、ミキサ)を含む。 FIG. 13 is a block diagram of a satellite communication system according to an embodiment. In general, satellite communications require at least three basic components (two terrestrial links and one satellite link) that are used as transponders. Each of these components includes a transmitter / receiver, or a frequency converter (eg, a mixer) used with an embodiment of the present invention (eg, utilized as a local oscillator signal generator).
さらに、本発明の実施例の位相ノイズ特性から恩恵を受ける他のアプリケーションが可能である。図14は、1実施例の改善された位相ノイズの効果を例示する一連の分布図である。低品質の位相ノイズは、データの損失、データの間違った復調(又は、受信機で変調できないということ)をもたらす増大したBER(ビット誤り率)を招く。この実施例では、16−QAMに対して、コンスタレーション・ポイントは決定領域の内部にあることを銘記するが、それに対して64−QAM実施例は、(各グリッド内部の領域の)決定誤りが、データに誤りを発生させる小ノイズ偏差のみによって起こされることを示す。本発明の複数の実施例の例外的な位相ノイズ特性は、非常に高次の信号がビット誤りの大幅な減少を伴って復調されることを可能にする。 In addition, other applications that benefit from the phase noise characteristics of embodiments of the present invention are possible. FIG. 14 is a series of distribution diagrams illustrating the effect of the improved phase noise of one embodiment. Low quality phase noise results in increased BER (bit error rate) that results in data loss, incorrect demodulation of the data (or inability to modulate at the receiver). In this embodiment, for 16-QAM, it is noted that the constellation point is inside the decision region, whereas the 64-QAM embodiment has a decision error (of the region inside each grid). , Indicates that it is caused only by small noise deviations that cause errors in the data. The exceptional phase noise characteristics of embodiments of the present invention allow very high order signals to be demodulated with a significant reduction in bit errors.
商業的には、本発明の実施例は、例えば、所定の帯域幅で送信されるデータを増加させるために適用され、従って、新しいセル・サイトを追加するよりも携帯電話/データベース局の能力を拡張することを可能にする。トランシーバでは、実施例は、複雑な高次の変調/復調を達成不可能なレベルで現在のPLLシステムにより実施するために適用される。加えて、増大したチューニング・スピードも、受信機で使用されるとき、ホッピング周波数がインターセプトされて追跡されることを可能にする。送信側では、本発明の実施例を含むトランシーバが、今日の受信機(PLL)が検出するよりも早く調整出来るように実施される。防衛関連出願に対して、実施例はセキュアな送信を可能にする送信/受信(トランシーバ)システムで使用される。 Commercially, embodiments of the present invention are applied, for example, to increase the data transmitted over a given bandwidth, thus making mobile phone / database stations more capable than adding new cell sites. Allows for expansion. In a transceiver, the embodiments are applied to be implemented by current PLL systems at a level where complex high order modulation / demodulation cannot be achieved. In addition, the increased tuning speed also allows the hopping frequency to be intercepted and tracked when used at the receiver. On the transmit side, a transceiver including an embodiment of the present invention is implemented so that it can tune faster than today's receivers (PLLs) can detect. For defense related applications, the embodiments are used in a transmit / receive (transceiver) system that enables secure transmission.
図15は、実施例による単一周波数レーダーシステムの全機能ブロック図である。図15に示されるように、そのようなレーダーシステムは、干渉偏波成分及び円偏波成分を生成するために、電力分割器(例えば、PD1−PD6)、増幅器、ディレイライン(例えば、DL1及びDL2)、及びI/Q復調器(IQD1−IQD2)を含む。各レーダー・アプリケーションに対して、ここに記載された信号発生器のスペクトル純度及び再現可能な振る舞いは、レーダー識別特性が更に高い分解能及び精度で規定されることを可能にする。更に詳細には、ここに記載された信号発生器10の具体例を含む実施例は、単一周波数(又は、複数周波数)レーダーシステムを実施するために、図15に示されるOSC1(及び/又は、OSC2)素子を提供するのに使用される。複数周波数アプリケーションでは、ディレイライン素子DL1,DL2は、現在の周波数に基づいて可変及び選択可能であるように実施される。又、本発明の実施例は、大部分のアプリケーションで更に小型、軽量にパッケージされた製品を可能にし、及び/又は再現可能な振る舞いがPLL回路からは利用可能ではないことを呈示する。実施例はディジタル技術(及び、D/Aコンバータ)のスピードが増大するにつれて小型になり、周辺ハードウェアの必要性を減少させる。
FIG. 15 is a full functional block diagram of a single frequency radar system according to an embodiment. As shown in FIG. 15, such a radar system uses a power divider (eg, PD1-PD6), amplifier, delay line (eg, DL1 and DL1) to generate interferometric polarization components and circular polarization components. DL2) and an I / Q demodulator (IQD1-IQD2). For each radar application, the spectral purity and reproducible behavior of the signal generator described herein allows radar identification characteristics to be defined with higher resolution and accuracy. More specifically, embodiments including embodiments of the
図16では、本発明の実施例が任意の数の方法で実施され、DDS#1の代わりに可変周波数源を含むか、又はDDSチップ/チップセット実施例に対して記載される変更されたアーキテクチャを実施することにより実施される。今、図16に示される実施例の特性が記載される。
In FIG. 16, an embodiment of the present invention is implemented in any number of ways, including a variable frequency source instead of
図16では、DDS#1がDDS#2に対する可変クロック源として機能する。周波数要求仕様によると、この実施例では、このクロック源は、DDS#1を300MHzと混合し、ろ波して300MHz±DDS#1を達成することにより生成される。周波数及び構成要素は本明細書における例示及び明瞭さのためだけに使用され、他の変形も可能であることを銘記する。狭帯域スプリアス(即ち、ろ波できない)性能は、DDS#1のスプリアス性能、及びDDS#2の分割比率(チューニング語)により確立される。DDS#1によりつくり出される出力の相互変調成分の減少は、以下のように定式化される。
出力スプリアス=DDS#1スプリアス−20logN (式1)
ここで、N=DDS#2の分割比率、又は2X/FTW(ここで、Xは位相アキュムレータのビット数)
In FIG. 16,
Output spurious =
Where N =
例えば、DDS#1は−75dBcの最悪スプリアスを有し、DDS#2の周波数チューニング語(FTW)は1/4全分解能(又は、分割比率4)である。
出力スプリアス=−75−20log4=−75−12=−87dBc
For example,
Output spurious = −75−20 log 4 = −75−12 = −87 dBc
所定のアプリケーションに必要なスプリアス性能を決定することは、DDS#1に対するSFDRを決定することである。一般に、D/Aコンバータがスプリアス性能に対して最も貢献し、以下のように特徴付けられる。
dBc=20log1/2N (式2)
ここで、N=D/Aコンバータのビット数(又は、dBc≒−6*N)
Determining the spurious performance required for a given application is determining the SFDR for
dBc = 20 log1 / 2 N (Formula 2)
Here, N = number of bits of D / A converter (or dBc≈−6 * N)
従って、12−ビットD/Aコンバータに対して、≒−6*12≒−72dBcであり、14−ビットD/Aコンバータに対して、≒−6*14≒−84dBcである。 Therefore, for a 12-bit D / A converter, ≈−6 * 12≈−72 dBc, and for a 14-bit D / A converter, ≈−6 * 14≈−84 dBc.
D/Aコンバータ分解能(ビット)を増加させること(及び/又は、スプリアス減少技術(例えば、ディザリング)を使用すること)は、D/Aコンバータのスプリアス性能を向上させる。ディザリングはノイズ/スプリアスを周波数領域において広げるので、ディザリングもSFDR(ノイズ・フロア)全体を減少させるが、ディザリングは個々のスプリアス応答の振幅を減少させるために使用される。 Increasing the D / A converter resolution (bits) (and / or using spurious reduction techniques (eg, dithering)) improves the spurious performance of the D / A converter. Since dithering broadens noise / spurious in the frequency domain, dithering also reduces the overall SFDR (noise floor), but dithering is used to reduce the amplitude of individual spurious responses.
次に、変換された(混合された)DDS#1周波数の出力が、DDS#2に対するシステム・クロックとして供給される。DDS#2は、最適な(スプリアスが無い)スポットに調整される。次に、出力は、DDS#1(DDS#2に対する SYSCLK )を変化させることにより変更される。
The converted (mixed)
DDS#2に対する最適スポットを決定するために、DDS出力におけるスプリアス応答の2つの主なタイプ(D/Aコンバータ誤差(例えば、非線形性、及び量子化誤差)、及び位相打切り相互変調成分)が存在することを銘記する。最悪な位相打切り相互変調成分は以下のようである。例えば、もし(打切り後の)位相ビット数が19であれば、位相打切り誤差は19ビット*6.02≒114dBcで近似される。この最悪条件(−114dBc)は、打切りビットに対する単一ビット・パターンでだけ発現する。このパターンはMSBに対して1であり、残りのビットは全て0である。114dBcの最悪ケースにより実演されるように、位相打切りはスプリアス性能に対する主要因ではなく、考慮されない。
There are two main types of spurious response at the DDS output (D / A converter error (eg, non-linearity and quantization error) and phase-censored intermodulation components) to determine the optimal spot for
スプリアス応答の第2の源はD/Aコンバータ誤差であり、量子化誤差、及びD/Aコンバータ非線形性を含む。(基本周波数の高調波でつくり出される)これらの相互変調成分は、信号帯域幅で誤差を生じさせ、予測可能かつ再現可能である。 The second source of spurious response is D / A converter error, which includes quantization error and D / A converter nonlinearity. These intermodulation components (created with harmonics of the fundamental frequency) introduce errors in the signal bandwidth and are predictable and reproducible.
図17は、少なくとも1つの実施例による広帯域信号発生方法1700を示す。実施例では、方法1700は、例えば、書き換え可能なゲートアレイ(FPGA)のロジックとして実施される。しかし、他の変形も可能である。例えば、代わりに、方法1700はプログラムされた命令(又は、プロセッサにより実行されるソフトウェア)の配列、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又はパーソナル・コンピュータを使用して、又は別々のロジック構成要素を使用して実施される。 FIG. 17 illustrates a broadband signal generation method 1700 according to at least one embodiment. In an embodiment, method 1700 is implemented, for example, as rewritable gate array (FPGA) logic. However, other variations are possible. For example, instead, the method 1700 uses an array of programmed instructions (or software executed by a processor), a microprocessor, a microcontroller, or a personal computer, or using separate logic components. To be implemented.
図17に示されるように、広帯域信号発生方法はブロック1705で始まる。次に制御はタスク1710まで進み、タスク1710は出力信号に対する要求を(例えば、ユーザ、又はアプリケーションのハードウェア(又は、ソフトウェア)構成要素から)受信する。要求は、少なくとも特定の信号周波数を示す。次に制御はタスク1715まで進み、タスク1715は分割器に対する分割比率を要求された出力信号周波数(及び、クロック源周波数)に基づいて決定する。次に制御は、タスク1720,1725,1730まで進み、タスク1720,1725,1730はタスク1715で決定された分割比率に対応する少なくとも1つの制御信号(例えば、1又は複数の制御語)を発生し、帯域通過フィルタを1組のフィルタから分割比率に基づいて選択する。実施例では、制御信号は周波数、位相オフセット、及び/又は振幅スケーリングの仕様を含む。
As shown in FIG. 17, the wideband signal generation method begins at block 1705. Control then proceeds to
次に制御はタスク1725まで進み、タスク1725は分割器に対応する制御信号を提供する。実施例では、このタスクは、制御語を分割器の対応するレジスタにロード(例えば、ラッチ)することにより行われた。少なくとも1つの実施例では、分割器はここで記載されるシンセサイザ、及び信号発生器によるDDSである。又、タスク1725は、適切なフィルタを(例えば、フィルタ167の中で)選択すること、及び/又は切替位置を要求された周波数(及び/又は、要求された周波数(例えば、周波数比率、クロック源周波数、ろ波される(又は、通過する)信号の周波数)により選択される関連値)に基づいて選択することも含む。
Control then proceeds to
次に制御はタスク1735まで進み、タスク1735は少なくとも1つの分割器に制御信号に従って動作し始めることを命令する。次に制御はタスク1740まで進み、タスク1740は新しい制御信号に従ってシンセサイザの周波数を変更する。次に制御はタスク1745まで進み、タスク1745で方法は終わる。広帯域シンセサイザのためのアプリケーションを必要に応じてサポートするために、方法1700は必要なだけ度々繰り返される。
Control then proceeds to
図18−図23に示されるグラフは、信号発生器20の実施例のシミュレートされた出力の主周波数を示し、主に(量子化誤差、及び/又はD/Aコンバータ非線形性を含む)D/Aコンバータ誤差に起因するスプリアス成分を含む。又、グラフはエイリアシングを図示し、DDSを調整するのに最適な周波数を示す。例えば、D/Aコンバータ・スプリアス応答を無効にする最善のチューニング・スポットは、整数分割値をつくり出すDDSチューニング語に対応する。
The graphs shown in FIGS. 18-23 show the main frequency of the simulated output of an embodiment of the
図18は、分割比率2.990を有する少なくとも1つの実施例により生成される出力信号の理論上のグラフを示し、分割比率2.990はスプリアス項を発生する。図19は、分割比率2.999を有する少なくとも1つの実施例により生成される出力信号の理論上のグラフを示し、分割比率2.999もスプリアス項を発生するが、基本周波数により近い(即ち、スプリアス項が基本周波数に集中する)。図20は、分割比率3.000を有する少なくとも1つの実施例による生成される出力信号の理論上のグラフを示す。図21は、分割比率2.5000を有する少なくとも1つの実施例により生成される出力信号の理論上のグラフを示す。図22は、分割比率3.1000を有する少なくとも1つの実施例により生成される出力信号の理論上のグラフを示す。最後に、図23は、分割比率6.1991を有する少なくとも1つの実施例により生成される出力信号の理論上のグラフを示す。 FIG. 18 shows a theoretical graph of the output signal generated by at least one embodiment having a split ratio of 2.990, which generates a spurious term. FIG. 19 shows a theoretical graph of the output signal generated by at least one embodiment having a split ratio of 2.999, which also generates spurious terms but is closer to the fundamental frequency (ie, Spurious terms concentrate on the fundamental frequency). FIG. 20 shows a theoretical graph of the output signal generated according to at least one embodiment having a split ratio of 3.000. FIG. 21 shows a theoretical graph of the output signal produced by at least one embodiment having a split ratio of 2.5000. FIG. 22 shows a theoretical graph of the output signal generated by at least one embodiment having a split ratio of 3.1000. Finally, FIG. 23 shows a theoretical graph of the output signal produced by at least one embodiment having a split ratio of 6.1991.
図20は、均一な整数分割値(例えば、分割比率=3.000)を示す。全イメージ項が基本周波数の下に隠れるので、そのような比率は第2の(即ち、最終)DDSに対する最適なスポットである。この条件は、上流DDS(例えば、DDS#1)のチューニング(及び/又は、変調)を、現在の状態にある後のDDS(例えば、DDS#2)のSFDRに影響することなく可能にし、現在の状態は、クリーンな、スプリアスの無い出力を可能にする。基本周波数により隠されたスプリアス成分は、この(別々の)同期システムのために、任意ではあるが決定性の位相であり、Nyquist 帯の内部での顕著な振幅変化はもたらさない。 FIG. 20 shows a uniform integer division value (for example, division ratio = 3.000). Such ratio is the optimal spot for the second (ie, final) DDS since all image terms are hidden below the fundamental frequency. This condition allows tuning (and / or modulation) of the upstream DDS (eg, DDS # 1) without affecting the SFDR of the later DDS (eg, DDS # 2) in the current state, This state enables clean, spurious-free output. The spurious component concealed by the fundamental frequency is an arbitrary but deterministic phase for this (separate) synchronization system and does not result in a significant amplitude change inside the Nyquist band.
図18を参照すると、分割比率が整数値に近づくにつれて、スプリアス成分が基本周波数に集中することが分かる。図20のグラフは、スプリアス項が直接的に搬送波の下に配置されるので、スプリアスが無い性能を示す。第2の最善ケースは、図21に示されるように、チューニング語が整数±0.5をつくり出すときである。このケースは、はっきりとD/Aコンバータ誤差のために、スプリアス項を出力周波数の0.5倍(及び、1.5倍)においてつくり出す。例えば、グラフに示される第3のスプリアス項は、基本周波数の2次高調波のイメージである。この場合のスプリアス位置が予測可能なので、そのような比率が実施される仕様、帯域幅、及びろ波に応じて使用される。 Referring to FIG. 18, it can be seen that as the division ratio approaches the integer value, spurious components concentrate on the fundamental frequency. The graph of FIG. 20 shows the performance without spurious because the spurious term is placed directly under the carrier. The second best case is when the tuning word produces an integer ± 0.5, as shown in FIG. This case creates spurious terms at 0.5 times (and 1.5 times) the output frequency due to obvious D / A converter errors. For example, the third spurious term shown in the graph is an image of the second harmonic of the fundamental frequency. Since the spurious position in this case is predictable, such a ratio is used depending on the specification, bandwidth, and filtering implemented.
第3の選択項目は、第2の場合の拡張である。これは、整数±0.1,±0.2,±0.3,又は±0.4をつくり出すチューニング語をプログラムすることにより実施される。以下の表3は、(図22の実施例に示されるような)この場合のスプリアス位置の予測を助ける。 The third selection item is an extension in the second case. This is done by programming a tuning word that produces an integer ± 0.1, ± 0.2, ± 0.3, or ± 0.4. Table 3 below helps to predict the spurious position in this case (as shown in the example of FIG. 22).
これらの実施例を使用して実施される他の場合は、図23に示されるように、追加のろ波、及び周波数計画を必要とする。このケースは、使用される特定のDDS(及び、D/Aコンバータ)を特徴付けること、及びスプリアスが無いことを観測される帯域を、図23に示されるD/Aコンバータ状態分析に基づいて選択することにより達成される。このケースは、性能判断基準、D/Aコンバータ特性、及びろ波に著しく依存する。このケースは上記アーキテクチャと比較して更に狭い帯域を生成したが、現在の単一DDSアーテクチャを越える改良も更に提供する。 Other cases implemented using these embodiments require additional filtering and frequency planning, as shown in FIG. This case characterizes the particular DDS used (and the D / A converter) and selects the band observed to be free of spurs based on the D / A converter state analysis shown in FIG. Is achieved. This case is highly dependent on performance criteria, D / A converter characteristics, and filtering. This case produced a narrower band compared to the above architecture, but also provides further improvements over the current single DDS architecture.
図18−図23に示されるグラフ、及び表3を使用することにより、DDS#2に対する最適スポットを、以下のように(順番に)要約できる。
整数値(CLK/Freq チューニング語=整数)に設定されたDDS#2
整数値±0.5(2.5,3.5,4.5,...N.5)に設定されたDDS#2
整数値±0.1,±0.2,±0.3又は±0.4に設定されたDDS#2
DDS、及びD/Aコンバータ状態分析に基づいてランダム(観察)最適調整されたスポット
By using the graphs shown in FIGS. 18-23 and Table 3, the optimal spot for
Random (observation) optimally adjusted spot based on DDS and D / A converter state analysis
以上、本発明の好ましい実施例について図示し記載したが、特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱することなしに種々の変形及び変更がなし得ることは、当業者には明らかであろう。 While the preferred embodiment of the invention has been illustrated and described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention as defined by the claims. Let's go.
10 信号発生器
12 広帯域信号発生器
20 信号発生器
100,200,700,720 シンセサイザ
101,103,201,701 クロック発生器
102,104,105,202,203,204,703,710,711 クロック分割器
110 クロック分配ユニット
120,130,140 周波数変換器段
121 周波数2倍器
125,146,169 駆動回路
123,133,134,142,913 帯域通過フィルタ
131,141,155,165,907,911,917 周波数変換器
132,135,144,145,205,712 スイッチ
142,157,167,909 帯域通過フィルタ
151,161 ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ(DDS)
153,163 可変帯域通過フィルタ
722 分割器段
801 分割比率−アドレス・マッピング部
802 ルックアップテーブル
803 D/Aコンバータ
900 チューナ/受信機
901 アンテナ
903 受信帯域フィルタ
905,915,921 増幅器
913 帯域通過フィルタ
919,923 低域通過フィルタ
925 D/Aコンバータ
1105 基準信号発生器
1200 トランシーバ
DESCRIPTION OF
153, 163 Variable
Claims (28)
前記クロック発生器と通信し、第2のDDSを含み、分割信号を(1)前記合成信号、及び(2)周波数比率を示す制御信号に基づいて生成するように構成されたクロック分割器、及び
前記クロック分割器と通信し、ろ波された信号を前記分割信号に基づいて生成するように構成された複数の選択可能なフィルタを含み、
前記複数の選択可能なフィルタの選択は、前記周波数比率に基づくことを特徴とする信号発生器。 A clock generator including a first direct digital synthesizer (DDS) configured to generate a composite signal based on the clock source signal;
A clock divider in communication with the clock generator and including a second DDS and configured to generate a split signal based on (1) the combined signal and (2) a control signal indicating a frequency ratio; A plurality of selectable filters configured to communicate with the clock divider and to generate a filtered signal based on the divided signal;
The selection of the plurality of selectable filters is based on the frequency ratio.
前記調節可能なクロック発生器と通信し、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザを含み、分割信号を(1)前記クロック信号、及び(2)周波数比率を示す制御信号に基づいて生成するように構成されたクロック分割器、及び
前記クロック分割器と通信し、ろ波された信号を前記分割信号に基づいて生成するように構成された複数の選択可能なフィルタを含み、
前記複数の選択可能なフィルタの選択が、前記周波数比率に基づくことを特徴とする信号発生器。 An adjustable clock generator configured to generate a clock signal;
A clock that communicates with the adjustable clock generator, includes a direct digital synthesizer, and is configured to generate a split signal based on (1) the clock signal and (2) a control signal indicative of a frequency ratio. A divider, and a plurality of selectable filters configured to communicate with the clock divider and to generate a filtered signal based on the divided signal;
The signal generator, wherein the selection of the plurality of selectable filters is based on the frequency ratio.
前記少なくとも1つの第2のクロック分割器の少なくとも1つがダイレクト・ディジタル・シンセサイザを含み、前記分割信号を第2の周波数比率を示す第2の制御信号に基づいて生成するように構成されることを特徴とする、請求項12に記載の信号発生器。 And further comprising at least one second clock divider each communicating with the adjustable clock generator and configured to generate a divided signal based on the clock signal;
At least one of the at least one second clock divider includes a direct digital synthesizer and is configured to generate the divided signal based on a second control signal indicative of a second frequency ratio. 13. A signal generator according to claim 12, characterized in that
分割比率を前記示された周波数、及びクロック源信号の周波数に基づいて決定すること、
前記分割比率に対応する制御信号を生成すること、
前記分割比率に基づいて、帯域通過フィルタを1組のフィルタから選択すること、
前記制御信号に基づいて、主成分を前記示された周波数に有する出力信号を生成すること、及び
前記出力信号を前記選択された帯域通過フィルタを使用してろ波し、前記主成分を通過させることを含むことを特徴とする信号発生の方法。 Receiving a request indicating the frequency;
Determining a split ratio based on the indicated frequency and the frequency of the clock source signal;
Generating a control signal corresponding to the division ratio;
Selecting a bandpass filter from a set of filters based on the split ratio;
Generating an output signal having a principal component at the indicated frequency based on the control signal; and filtering the output signal using the selected bandpass filter to pass the principal component. A method of signal generation comprising:
前記クロック信号に基づいて、前記クロック信号の2分の1と実質的に等しい周波数を有する信号を発生するために第2のDDSを使用することを含むことを特徴とする信号発生の方法。 Using a first direct digital synthesizer (DDS) to generate a clock signal, and generating a signal having a frequency substantially equal to one half of the clock signal based on the clock signal; Using a second DDS to generate a signal.
前記第1の信号に基づいて、前記クロック信号の2分の1と実質的に等しい周波数を有する出力信号を発生するために前記DDSを使用することを含むことを特徴とする信号発生の方法。 Providing a first signal to a clock input of a direct digital synthesizer (DDS) and, based on the first signal, an output signal having a frequency substantially equal to one half of the clock signal A method of signal generation comprising using the DDS to generate.
前記スプリアス周波数成分の強度をモニタすること、及び
前記DDSの位相オフセット値を、前記モニタリングの結果に基づいて変更することを含むことを特徴とする信号発生の方法。 Using a direct digital synthesizer (DDS) to generate an output signal having a desired frequency component and a spurious frequency component;
A method of signal generation, comprising: monitoring an intensity of the spurious frequency component; and changing a phase offset value of the DDS based on a result of the monitoring.
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CN102571086B (en) * | 2011-11-25 | 2015-02-11 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | Micro-stepping ultra-wideband frequency agile frequency synthesizer with low spur and low phase noise |
CN105572641B (en) * | 2015-12-10 | 2018-06-26 | 武汉滨湖电子有限责任公司 | A kind of on-line reorganization formula is wide/the general radar source in narrowband and its production method |
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CN110995251B (en) * | 2019-12-04 | 2023-12-08 | 山东浪潮科学研究院有限公司 | Frequency hopping source capable of reducing frequency changing time and application method thereof |
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GB2598080A (en) * | 2020-06-30 | 2022-02-23 | Entpr Control Systems Ltd | Signal up-conversion system and method |
CN113364493B (en) * | 2021-05-20 | 2022-04-29 | 中石化江钻石油机械有限公司 | Underground wireless transmission self-adaptive frequency selection method and system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0897744A (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | Communication equipment, frequency synthesizer, communication method and synthesizing method |
JPH0923158A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency synthesizer |
JPH09219669A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Direct digital synthesizer |
JP2003264431A (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Hioki Ee Corp | Signal generator |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4951237A (en) * | 1988-04-22 | 1990-08-21 | Hughes Aircraft Company | Direct digital synthesizer with selectably randomized accumulator |
US5073869A (en) * | 1989-08-25 | 1991-12-17 | Titan Linkabit Corporation | Suppression of spurious frequency components in direct digital frequency synthesizer |
US4965531A (en) * | 1989-11-22 | 1990-10-23 | Carleton University | Frequency synthesizers having dividing ratio controlled by sigma-delta modulator |
-
2003
- 2003-12-11 WO PCT/US2003/039231 patent/WO2005062736A2/en not_active Application Discontinuation
- 2003-12-11 EP EP03819252A patent/EP1700409A2/en not_active Withdrawn
- 2003-12-11 AU AU2003296435A patent/AU2003296435A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-11 JP JP2005512861A patent/JP2007525853A/en active Pending
- 2003-12-11 CA CA002547688A patent/CA2547688A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0897744A (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | Communication equipment, frequency synthesizer, communication method and synthesizing method |
JPH0923158A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency synthesizer |
JPH09219669A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Direct digital synthesizer |
JP2003264431A (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Hioki Ee Corp | Signal generator |
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100406 |