JPH07142929A - Direct digital synthesizer - Google Patents

Direct digital synthesizer

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JPH07142929A
JPH07142929A JP30969393A JP30969393A JPH07142929A JP H07142929 A JPH07142929 A JP H07142929A JP 30969393 A JP30969393 A JP 30969393A JP 30969393 A JP30969393 A JP 30969393A JP H07142929 A JPH07142929 A JP H07142929A
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JP
Japan
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output
output value
circuit
register
rom
Prior art date
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Pending
Application number
JP30969393A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Toyomane
明 豊間根
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
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Publication of JPH07142929A publication Critical patent/JPH07142929A/en
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To set the band of an output frequency from a direct digital synthesizer to be wide and to set the synthesizer to be highly precise and small in size. CONSTITUTION:A counter 2 which frequency-divides the output reference clock fCLK of a reference oscillation circuit 1 into 1/2, 1/4 and 1/8 so as to output them is provided. Phase step information DELTAtheta is increased by eight times and it is inputted to a numeric control oscillator(NCO) consisting of an adder 5 and a register 6. It is increased by four times and is inputted to NCO consisting of an adder 9 and a register 10. Then, they are integrated by the clock of 1/8 and are added in parallel by two four-phase parallel arithmetic circuits 11 and 12. The output value SIGMADELTAtheta of a switch circuit 13 is taken out from a register 14 at the timing of a reference clock so as to obtain phase information theta.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、通信機器に用いられる
ダイレクトディジタル方式シンセサイザの改良に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a direct digital synthesizer used in communication equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】高精度の出力周波数を得る周波数シンセ
サイザに広く応用されている基本構成として、位相同期
ループ(PLL;Phase Locked Loop )構成がある。P
LL構成は、比較的小規模の回路で水晶発振子を用いた
高精度の基準発振源に位相同期した出力周波数が得られ
るという、回路規模、周波数精度の両面で大きな利点を
有している。しかしながら、PLL構成は負帰還の制御
ループであるため、周波数シンセサイザ出力の信号対雑
音比(C/N)とループの応答速度とは相反的な関係が
ある。従って、TDM(Time Division Multiplex )通
信や、周波数ホッピング通信等のように、短いバースト
区間毎に高速に周波数切替えを行う必要がある場合、周
波数切替動作の応答速度を高めようとすると、系の帯域
が広くなり出力のC/Nが低下するという問題が生ず
る。この問題を解決する方法の一つに、ダイレクトディ
ジタル方式シンセサイザ(Direct Digital Synthesize
r;DDS)を用いたDDS方式高速シンセサイザがあ
る。DDS方式高速シンセサイザは、従来の周波数シン
セサイザのようなPLL構成によるフィードバックルー
プを持たないため、周波数切替時間の高速化が可能であ
る。
2. Description of the Related Art A phase locked loop (PLL) structure is a basic structure that is widely applied to a frequency synthesizer for obtaining a highly accurate output frequency. P
The LL configuration has a great advantage in terms of circuit scale and frequency accuracy that an output frequency phase-locked with a high-accuracy reference oscillation source using a crystal oscillator can be obtained with a relatively small-scale circuit. However, since the PLL configuration is a negative feedback control loop, there is a reciprocal relationship between the signal-to-noise ratio (C / N) of the frequency synthesizer output and the response speed of the loop. Therefore, when it is necessary to perform high-speed frequency switching for each short burst section, such as TDM (Time Division Multiplex) communication and frequency hopping communication, if the response speed of the frequency switching operation is increased, the system bandwidth Becomes wider and the C / N of the output decreases, which is a problem. One way to solve this problem is to use the Direct Digital Synthesize
There is a DDS type high speed synthesizer using r; DDS). Since the DDS type high speed synthesizer does not have a feedback loop having a PLL configuration unlike the conventional frequency synthesizer, the frequency switching time can be shortened.

【0003】図7は、従来用いられているDDS回路の
構成図である。図において、101は基準クロック信号
CLK を出力する基準発振回路、102は外部より設定
される位相ステップ情報Δθを一方の入力とし、Δθの
積算値ΣΔθを他方の入力として加算演算する加算器、
103は前記基準クロック信号fCLK のタイミングに従
って積算値ΣΔθを位相情報θとして出力するレジス
タ、104及び105は該レジスタ103の出力値θを
アドレスとして、それぞれ予め記憶した余弦波形及び正
弦波形の1サイクル(0°〜360°)の振幅データを
順次読み出すことのできるROM(Read Only Memor
y)、106及び107はそれぞれROM104及びR
OM105の出力値をアナログ電圧の信号に変換するD
/A変換器(Digital to Analog Converter )、108
及び109はそれぞれD/A変換器106及びD/A変
換器107の出力に含まれる高調波成分を除去し、所望
の信号を出力する低域ろ波器(Low Pass Filter ;LP
F)である。ここで、図7に示した加算器102とレジ
スタ103の構成は一般に、数値制御発振器(Numerica
l Controlled Oscillator ;NCO)と呼ばれる。
FIG. 7 is a block diagram of a conventionally used DDS circuit. In the figure, 101 is a reference oscillating circuit that outputs a reference clock signal f CLK , 102 is an adder that performs addition operation with the phase step information Δθ set from the outside as one input and the integrated value ΣΔθ of Δθ as the other input,
Reference numeral 103 denotes a register which outputs the integrated value ΣΔθ as phase information θ according to the timing of the reference clock signal f CLK , and 104 and 105 each have an output value θ of the register 103 as an address, and one cycle of a previously stored cosine waveform and sine waveform. A ROM (Read Only Memor) that can sequentially read the amplitude data (0 ° to 360 °)
y), 106 and 107 are ROM 104 and R, respectively.
D that converts the output value of OM105 into an analog voltage signal
/ A converter (Digital to Analog Converter), 108
Numerals 109 denote a low pass filter (LP) that removes harmonic components contained in the outputs of the D / A converter 106 and the D / A converter 107 and outputs a desired signal.
F). Here, the configuration of the adder 102 and the register 103 shown in FIG. 7 is generally a numerically controlled oscillator (Numerica).
l Controlled Oscillator (NCO).

【0004】以上の構成において、DDS回路による発
振周波数fDDS を数式で表す。まず、出力周波数fDDS
とその周期TDDS は次式の関係にある。
In the above structure, the oscillation frequency f DDS by the DDS circuit is represented by a mathematical expression. First, the output frequency f DDS
And the period T DDS thereof have the following relationship.

【数1】 また、レジスタ103の出力値θの周期TNCO は次式で
表せる。
[Equation 1] Further, the cycle T NCO of the output value θ of the register 103 can be expressed by the following equation.

【数2】 [Equation 2]

【0005】ここで、ROM104及びROM105
は、レジスタ103の出力である位相情報θの周期T
NCO で出力周波数fDDS の1周期分の振幅データを出力
するので次式が成立する。
Here, the ROM 104 and the ROM 105
Is the period T of the phase information θ output from the register 103.
Since the NCO outputs the amplitude data for one cycle of the output frequency f DDS, the following equation holds.

【数3】TNCO =TDDS ……(3) 式(1),(2),(3)より、出力周波数fDDS と基
準クロック信号fCLKは次式のようになる。
## EQU3 ## T NCO = T DDS (3) From the equations (1), (2), and (3), the output frequency f DDS and the reference clock signal f CLK are as follows.

【数4】 式(4)より、DDS回路の周波数周波数fDDS を高周
波数化し、広帯域化するためには、基準クロック信号f
CLK を高速化すればよいことがわかる。
[Equation 4] From the equation (4), in order to increase the frequency frequency f DDS of the DDS circuit and widen the band, the reference clock signal f
It turns out that it is sufficient to speed up CLK .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加算器
102とレジスタ103は負帰還構成であり、かつ、基
準クロック信号fCLK で演算処理しているので、基準ク
ロック信号fCLK の高速化には限界が生じる。また、式
(4)におけるNの値を大きくすれば、最小ステップ周
波数をより小さく設定でき、高精度の信号が得られる
が、加算器102及びレジスタ103の回路規模が増大
し、基準クロック信号fCLK を高速化する場合と同様
に、演算処理時間に限界が生じる。従って、従来の構成
においては、出力周波数の広帯域化及び高精度化が困難
である。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, the adder 102 and the register 103 is negative feedback configuration, and, since the processing by the reference clock signal f CLK, a limit to the speed of the reference clock signal f CLK Occurs. Further, if the value of N in the equation (4) is increased, the minimum step frequency can be set to a smaller value and a highly accurate signal can be obtained, but the circuit scale of the adder 102 and the register 103 increases, and the reference clock signal f As in the case of increasing the speed of CLK , the calculation processing time is limited. Therefore, in the conventional configuration, it is difficult to broaden the output frequency band and improve the accuracy.

【0007】本発明は、前記従来の構成において、出力
周波数の広帯域化、高精度化にともなう積算動作の演算
処理速度の問題を取り除き、小形化,IC化に適したダ
イレクトディジタル方式シンセサイザを提供することを
目的とする。
The present invention provides a direct digital synthesizer suitable for miniaturization and IC implementation, which eliminates the problem of the operation processing speed of the integrating operation due to the widening of the output frequency and the high accuracy in the conventional configuration. The purpose is to

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のダイレクトディ
ジタル方式シンセサイザは、基準クロック信号fCLK
出力する基準発振回路と、前記基準クロック信号fCLK
を分周し、クロック信号fCLK /2,fCLK /4,f
CLK /8を出力するカウンタと、外部より設定される位
相ステップ情報Δθを(−1)倍して−Δθを出力する
{×(−1)}回路と、前記位相ステップ情報Δθを8
倍して8・Δθを出力する{×8}回路と、該{×8}
回路の出力値8・Δθを一方の入力とし、8・Δθの積
算値Σ8・Δθを他方の入力として加算演算する第1の
加算器と、該第1の加算器の出力値を、前記クロック信
号fCLK /8のタイミングに従って、積算値Σ8・Δθ
として出力する第1のレジスタと、前記位相ステップ情
報Δθを2倍して2・Δθを出力する{×2}回路と、
前記位相ステップ情報Δθを4倍して4・Δθを出力す
る{×4}回路と、該{×4}回路の出力値4・Δθを
一方の入力とし、前記第1のレジスタの出力値Σ8・Δ
θを他方の入力として減算処理を行う第2の加算器と、
該第2の加算器の出力値を、前記クロック信号fCLK
8のタイミングに従って、Σ8・Δθ−4・Δθとして
出力する第2のレジスタと、前記{×(−1)}回路の
出力値−Δθと、前記第1のレジスタの出力値Σ8・Δ
θと、前記位相ステップ情報Δθと、前記{×2}回路
の出力値2・Δθとを入力として並列に加算演算を行
い、位相情報Σ8・Δθ−Δθ,Σ8・Δθ,Σ8・Δ
θ+Δθ,Σ8・Δθ+2・Δθを出力する第1の4相
並列演算回路と、前記{×(−1)}回路の出力値−Δ
θと、前記第2のレジスタの出力値Σ8・Δθ−4・Δ
θと、前記位相ステップ情報Δθと、前記{×2}回路
の出力値2・Δθとを入力として並列に加算演算を行
い、位相情報Σ8・Δθ−5・Δθ,Σ8・Δθ−4・
Δθ,Σ8・Δθ−3・Δθ、Σ8・Δθ−2・Δθを
出力する第2の4相並列演算回路と、前記第1の4相並
列演算回路から出力される位相情報Σ8・Δθ−Δθ,
Σ8・Δθ,Σ8・Δθ+Δθ,Σ8・Δθ+2・Δθ
と、前記第2の4相並列演算回路から出力される位相情
報Σ8・Δθ−5・Δθ,Σ8・Δθ−4・Δθ,Σ8
・Δθ−3・Δθ,Σ8・Δθ−2・Δθとを、前記カ
ウンタから出力されるクロック信号fCLK /2,fCLK
/4,fCLK /8のタイミングに従って順次切替え出力
する第1の切替回路と、該第1の切替回路の出力値を、
前記基準クロック信号fCLK のタイミングに従って位相
情報θとして出力する第3のレジスタと、該第3のレジ
スタの出力値θをアドレスとして、予め記憶した余弦波
形の1サイクル(0°〜360°)の振幅データを順次
読み出すことのできる第1のROMと、前記第3のレジ
スタの出力値θをアドレスとして、予め記憶した正弦波
形の1サイクル(0°〜360°)の振幅データを順次
読み出すことのできる第2のROMと、前記第1のRO
Mからの出力をアナログ電圧の信号に変換する第1のD
/A変換器と、前記第2のROMからの出力をアナログ
電圧の信号に変換する第2のD/A変換器と、前記第1
のD/A変換器の出力の高調波成分を除去する第1の低
域ろ波器と、前記第2のD/A変換器の出力の高調波成
分を除去する第2の低域ろ波器とを備えたことを特徴と
するものである。
A direct digital synthesizer according to the present invention comprises a reference oscillation circuit for outputting a reference clock signal f CLK , and the reference clock signal f CLK.
The clock signal f CLK / 2, f CLK / 4, f
A counter for outputting CLK / 8, a {× (-1)} circuit for multiplying the externally set phase step information Δθ by (−1) to output −Δθ, and the phase step information Δθ of 8
A {× 8} circuit that multiplies and outputs 8 · Δθ, and {× 8}
The output value of the circuit 8 · Δθ is used as one input, and the integrated value Σ8 · Δθ of 8 · Δθ is used as the other input. The integrated value Σ8 · Δθ according to the timing of the signal f CLK / 8
And a {× 2} circuit that doubles the phase step information Δθ and outputs 2 · Δθ,
The {× 4} circuit for multiplying the phase step information Δθ by 4 to output 4 · Δθ and the output value 4 · Δθ of the {× 4} circuit as one input, and the output value Σ8 of the first register・ Δ
a second adder that performs subtraction processing with θ as the other input;
The output value of the second adder is set to the clock signal f CLK /
According to the timing of 8, the second register outputs as Σ8 · Δθ−4 · Δθ, the output value −Δθ of the {× (−1)} circuit, and the output value Σ8 · Δ of the first register.
θ, the phase step information Δθ, and the output value 2 · Δθ of the {× 2} circuit are input, and the addition operation is performed in parallel to obtain the phase information Σ8 · Δθ−Δθ, Σ8 · Δθ, Σ8 · Δ.
Output value of the first four-phase parallel arithmetic circuit that outputs θ + Δθ, Σ8 · Δθ + 2 · Δθ, and the {× (−1)} circuit −Δ
θ and the output value of the second register Σ8ΔΔ-4−Δ
θ, the phase step information Δθ, and the output value 2 · Δθ of the {× 2} circuit are input, and the addition operation is performed in parallel to obtain the phase information Σ8 · Δθ-5 · Δθ, Σ8 · Δθ-4 ·.
Phase information Σ8 · Δθ−Δθ output from the second four-phase parallel arithmetic circuit that outputs Δθ, Σ8 · Δθ−3 · Δθ, Σ8 · Δθ−2 · Δθ. ,
Σ8 · Δθ, Σ8 · Δθ + Δθ, Σ8 · Δθ + 2 · Δθ
And the phase information Σ8 · Δθ-5 · Δθ, Σ8 · Δθ-4 · Δθ, Σ8 output from the second four-phase parallel arithmetic circuit.
· Δθ-3 · Δθ, and Σ8 · Δθ-2 · Δθ, the clock signal f CLK / 2 is outputted from the counter, f CLK
/ 4, f CLK / 8, a first switching circuit for sequentially switching and outputting according to the timing, and an output value of the first switching circuit,
A third register that outputs phase information θ in accordance with the timing of the reference clock signal f CLK , and an output value θ of the third register as an address, for one cycle (0 ° to 360 °) of a cosine waveform stored in advance. A first ROM capable of sequentially reading the amplitude data and an amplitude value of one cycle (0 ° to 360 °) of a sine waveform stored in advance are sequentially read by using the output value θ of the third register as an address. A second ROM that can be used and the first RO
First D that converts the output from M into an analog voltage signal
/ A converter, a second D / A converter that converts the output from the second ROM into an analog voltage signal, and the first D / A converter
First low-pass filter for removing the harmonic component of the output of the D / A converter, and second low-pass filter for removing the harmonic component of the output of the second D / A converter It is characterized by having a container.

【0009】さらに、上記のダイレクトディジタル方式
シンセサイザにおいて、前記第1のROM及び第2のR
OMを、前記第3のレジスタの出力値θの最上位ビット
に従い、該出力値θの最上位ビットを除く値、もしくは
その補数値をθ’(0≦θ’≦π)として出力する補数
切替回路と、該補数切替回路の出力値θ’を一方の入力
とし、π/2(ラジアン)を他方の入力として減算処理
を行い、θ’−π/2を出力する第3の加算器と、前記
補数切替回路の出力値θ’をアドレスとして、予め記憶
した余弦波形の半サイクル(0°〜180°)の振幅デ
ータを順次読み出すことのできる第3のROMと、前記
第3の加算器の出力値θ’−π/2をアドレスとして、
前記第3のROMと同じデータを記憶し、順次読み出す
ことのできる第4のROMとに置き換えたことを特徴と
するものである。
Further, in the above direct digital system synthesizer, the first ROM and the second R
Complement switching for outputting OM according to the most significant bit of the output value θ of the third register, a value excluding the most significant bit of the output value θ, or its complementary value as θ ′ (0 ≦ θ ′ ≦ π) A circuit and a third adder for performing a subtraction process with the output value θ ′ of the complement switching circuit as one input and π / 2 (radian) as the other input, and outputting θ′−π / 2, A third ROM capable of sequentially reading amplitude data of a half cycle (0 ° to 180 °) of a cosine waveform stored in advance using the output value θ ′ of the complement switching circuit as an address, and the third adder. With the output value θ'-π / 2 as the address,
It is characterized in that it is replaced with a fourth ROM capable of storing the same data as the third ROM and sequentially reading the same data.

【0010】さらに、上記のダイレクトディジタル方式
シンセサイザにおいて、前記第3のROM及び第4のR
OMを、前記補数切替回路の出力値θ’と、前記加算器
の出力値θ’−π/2を入力とし、前記基準クロック信
号fCLK の極性に従って交互に切替えて出力する第2の
切替回路と、該第2の切替回路の出力値をアドレスとし
て、予め記憶した余弦波形の半サイクル(0°〜180
°)の振幅データを順次読み出すことのできる第5のR
OMと、該第5のROMの出力を、前記第2の切替回路
と同じタイミングで出力先を切替える第3の切替回路
と、に置き換えたことを特徴とするものである。
Further, in the above direct digital system synthesizer, the third ROM and the fourth R are provided.
A second switching circuit that outputs the OM by inputting the output value θ ′ of the complement switching circuit and the output value θ′−π / 2 of the adder and alternately switching the outputs according to the polarity of the reference clock signal f CLK. And an output value of the second switching circuit as an address, a half cycle (0 ° to 180 °) of a cosine waveform stored in advance.
Fifth R that can sequentially read the amplitude data of
The OM and the output of the fifth ROM are replaced with a third switching circuit that switches the output destination at the same timing as the second switching circuit.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明における第1の実施例を示す構
成例図である。図中、1は基準発振回路であり、基準ク
ロック信号fCLK を出力する。2はカウンタであり、前
記基準クロック信号fCLK を分周して、クロック信号f
CLK /2,fCLK /4,fCLK /8を出力する。3は
{×(−1)}回路であり、外部より設定される位相ス
テップ情報Δθを(−1)倍して、−Δθを出力する。
該回路は、反転回路と加算器とで容易に構成できる。4
は{×8}回路であり、前記位相ステップ情報Δθを8
倍して8・Δθを出力する。該回路は、3ビット上位側
へのシフト配線で容易に構成できる。5は加算器であ
り、{×8}回路4の出力値8・Δθを一方の入力と
し、8・Δθの積算値Σ8・Δθを他方の入力として加
算演算を行って出力する。6はレジスタであり、加算器
5の出力値を一時記憶しておき、カウンタ2の出力f
CLK /8のタイミングでΣ8・Δθを外部へ供給すると
ともに加算器5の他方の入力として帰還する。ここで、
加算器5とレジスタ6によりNCOを構成している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a structural example diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a reference oscillating circuit, which outputs a reference clock signal f CLK . Reference numeral 2 denotes a counter, which divides the reference clock signal f CLK to generate a clock signal f CLK.
Outputs CLK / 2, f CLK / 4, f CLK / 8. Reference numeral 3 is a {× (−1)} circuit, which multiplies the phase step information Δθ set from the outside by (−1) and outputs −Δθ.
The circuit can be easily configured with an inverting circuit and an adder. Four
Is a {× 8} circuit, and the phase step information Δθ is 8
Multiply and output 8 · Δθ. The circuit can be easily constructed by a shift wiring to the upper side of 3 bits. An adder 5 receives the output value 8 · Δθ of the {× 8} circuit 4 as one input and the integrated value Σ8 · Δθ of 8 · Δθ as the other input, performs an addition operation, and outputs the result. Reference numeral 6 denotes a register, which temporarily stores the output value of the adder 5 and outputs the output f of the counter 2.
At the timing of CLK / 8, Σ8 · Δθ is supplied to the outside and fed back as the other input of the adder 5. here,
The adder 5 and the register 6 form an NCO.

【0012】7は{×2}回路であり、前記位相ステッ
プ情報Δθを2倍して2・Δθを出力する。該回路は、
1ビット上位側へのシフト配線で容易に構成できる。8
は{×4}回路であり、前記位相ステップ情報Δθを4
倍して4・Δθを出力する。該回路は2ビット上位側へ
のシフト配線で容易に構成できる。9は加算器であり、
レジスタ6の出力値Σ8・Δθを一方の入力(加算値)
とし、{×4}回路8の出力値4・Δθを他方の入力
(減算値)として加算演算を行い、出力する。10はレ
ジスタであり、加算器9の出力値を一時記憶しておき、
カウンタ2の出力fCLK /8のタイミングに従ってΣ8
・Δθ−4・Δθを出力する。
Reference numeral 7 denotes a {× 2} circuit which doubles the phase step information Δθ and outputs 2 · Δθ. The circuit is
It can be easily constructed by shift wiring to the upper side of 1 bit. 8
Is a {× 4} circuit, and the phase step information Δθ is 4
Multiply and output 4 · Δθ. The circuit can be easily constructed by shift wiring to the upper side of 2 bits. 9 is an adder,
One of the output values Σ8 and Δθ of the register 6 (addition value)
Then, the addition value 4 · Δθ of the {× 4} circuit 8 is used as the other input (subtraction value) to perform addition operation and output. Reference numeral 10 is a register for temporarily storing the output value of the adder 9,
Σ8 according to the timing of the output f CLK / 8 of the counter 2
・ Output Δθ-4 ・ Δθ.

【0013】11は4相並列演算回路であり、{×(−
1)}回路3の出力値−Δθと、レジスタ6の出力値Σ
8・Δθと、前記位相ステップ情報Δθと、{×2}回
路7の出力値2・Δθとを入力として並列に加算演算を
行い、カウンタ2の出力fCLK /8のタイミングに従っ
て位相情報Σ8・Δθ−Δθ、Σ8・Δθ、Σ8・Δθ
+Δθ、Σ8・Δθ+2・Δθを出力する。該回路は、
加算器とレジスタで容易に構成できる。12は4相並列
演算回路であり、{×(−1)}回路3の出力値−Δθ
と、レジスタ6の出力値Σ8・Δθ−4・Δθと、前記
位相ステップ情報Δθと、{×2}回路7の出力値2・
Δθとを入力として並列に加算演算を行い、カウンタ2
の出力fCLK /8のタイミングに従って位相情報Σ8・
Δθ−5・Δθ、Σ8・Δθ−4・Δθ、Σ8・Δθ−
3・Δθ、Σ8・Δθ−2・Δθを出力する。該回路
は、加算器とレジスタで容易に構成できる。
Reference numeral 11 denotes a four-phase parallel arithmetic circuit, which is {× (-
1)} output value of circuit 3 −Δθ and output value Σ of register 6
And 8 · [Delta] [theta], and the phase step information [Delta] [theta], {× 2} performs addition operation in parallel as inputs the output value 2 · [Delta] [theta] of the circuit 7, the phase information Shiguma8 · according to the timing of the output f CLK / 8 of the counter 2 Δθ-Δθ, Σ8 · Δθ, Σ8 · Δθ
+ Δθ, Σ8 · Δθ + 2 · Δθ are output. The circuit is
It can be easily configured with an adder and a register. Reference numeral 12 is a four-phase parallel arithmetic circuit, and the output value of the {× (−1)} circuit 3 −Δθ
, The output value Σ8 · Δθ−4 · Δθ of the register 6, the phase step information Δθ, and the output value 2 · of the {× 2} circuit 7.
The addition operation is performed in parallel with Δθ as an input, and the counter 2
Phase information Σ8 according to the timing of the output f CLK / 8
Δθ-5 · Δθ, Σ8 · Δθ-4 · Δθ, Σ8 · Δθ-
3 · Δθ, Σ8 · Δθ-2 · Δθ are output. The circuit can be easily configured with an adder and a register.

【0014】13は切替回路であり、4相並列演算回路
11より供給される位相情報Σ8・Δθ−Δθ、Σ8・
Δθ、Σ8・Δθ+Δθ、Σ8・Δθ+2・Δθ、及び
4相並列演算回路12より供給される位相情報Σ8・Δ
θ−5・Δθ、Σ8・Δθ−4・Δθ、Σ8・Δθ−3
・Δθ、Σ8・Δθ−2・Δθを、カウンタ2の出力f
CLK /2,fCLK /4,fCLK /8のタイミングに従っ
て、ΣΔθとして順次切替え出力する。14はレジスタ
であり、切替回路13の出力値ΣΔθを、基準クロック
信号fCLK のタイミングに従って位相情報θとして出力
する。
Reference numeral 13 denotes a switching circuit, which is phase information Σ8 · Δθ−Δθ, Σ8 · supplied from the four-phase parallel arithmetic circuit 11.
Δθ, Σ8 · Δθ + Δθ, Σ8 · Δθ + 2 · Δθ, and the phase information Σ8 · Δ supplied from the 4-phase parallel arithmetic circuit 12.
θ-5 / Δθ, Σ8 / Δθ-4 / Δθ, Σ8 / Δθ-3
.DELTA..theta., .SIGMA.8 .DELTA..theta.-2 .DELTA..theta.
In accordance with the timing of CLK / 2, f CLK / 4, f CLK / 8, ΣΔθ is sequentially switched and output. Reference numeral 14 is a register, which outputs the output value ΣΔθ of the switching circuit 13 as the phase information θ according to the timing of the reference clock signal f CLK .

【0015】15,16はROMであり、レジスタ14
の出力値θをアドレスとして、それぞれ予め記憶した余
弦波形,正弦波形の1サイクル(0°〜360°)の振
幅データを順次読み出す。17,18はD/A変換器で
あり、それぞれROM15,ROM16の出力値をアナ
ログ電圧の信号に変換して出力する。19,20はLP
Fであり、それぞれD/A変換器17,D/A変換器1
8の出力に含まれる高調波成分を除去し、LPF19か
ら余弦波;I= cos(Δθ・fCLK ・t)、LPF20
から正弦波;Q= sin(Δθ・fCLK ・t)の信号をそ
れぞれ出力する。
Reference numerals 15 and 16 are ROMs, and the register 14
Of the cosine waveform and the sine waveform stored in advance as one address (0 ° to 360 °) are sequentially read. Reference numerals 17 and 18 denote D / A converters, which convert the output values of the ROM 15 and ROM 16 into analog voltage signals and output them. 19 and 20 are LP
F, D / A converter 17 and D / A converter 1 respectively
The harmonic components included in the output of 8 are removed, and the cosine wave from the LPF 19; I = cos (Δθ · f CLK · t), LPF 20
To sine wave; Q = sin (Δθ · f CLK · t).

【0016】図4は、図1の4相並列演算回路11の詳
細を示す一構成例図である。図中、111,112,1
13は加算器であり、それぞれレジスタ6の出力値Σ8
・Δθを一方の入力とし、他方の入力を、それぞれ{×
(−1)}回路3の出力値−Δθ、前記位相ステップ情
報Δθ、{×2}回路7の出力値2・Δθとして加算演
算し、それぞれ位相情報Σ8・Δθ−Δθ,Σ8・Δθ
+Δθ,Σ8・Δθ+2・Δθを出力する。114はレ
ジスタであり、加算器111の出力値Σ8・Δθ−Δ
θ、レジスタ6の出力値Σ8・Δθ、加算器113の出
力値Σ8・Δθ+Δθ、加算器113の出力値Σ8・Δ
θ+2・Δθを一時記憶し、カウンタ2の出力fCLK
8のタイミングに従って出力する。図1中の4相並列演
算回路12もまた、図4に示した一構成例図のように構
成することができる。
FIG. 4 is a block diagram showing the details of the four-phase parallel arithmetic circuit 11 shown in FIG. In the figure, 111, 112, 1
Reference numeral 13 denotes an adder, which outputs the output value Σ8 of the register 6, respectively.
・ Δθ is one input and the other input is {×
(-1)} output value of circuit 3-[Delta] [theta], phase step information [Delta] [theta], and output value 2 * [Delta] [theta] of {* 2} circuit 7 are added and calculated to obtain phase information [Sigma] 8 * [Delta] [theta]-[Delta] 8, [Sigma] 8 * [Delta] [theta], respectively.
+ Δθ, Σ8 · Δθ + 2 · Δθ are output. Reference numeral 114 denotes a register, which is the output value Σ8 · Δθ−Δ of the adder 111.
θ, output value Σ8 · Δθ of register 6, output value Σ8 · Δθ + Δθ of adder 113, output value Σ8 · Δ of adder 113
θ + 2 · Δθ is temporarily stored and the counter 2 output f CLK /
Output according to the timing of 8. The four-phase parallel operation circuit 12 in FIG. 1 can also be configured as in the configuration example diagram shown in FIG.

【0017】次に、図2は本発明における第2の実施例
を示す構成例図である。図2の構成要素の1〜14,1
7〜20は図1と同一である。21は補数切替回路であ
り、レジスタ14の出力値θの最上位ビットが極性ビッ
トCとして入力され、出力は該極性ビットCで制御され
る。C=“0”のときθの最上位ビットを除くデータ
を、C=“1”のとき該データの1の補数値を、それぞ
れ切替えてθ’として出力する機能を有する。同機能
は、排他的論理和回路を用いて容易に構成できる。22
は加算器であり、補数切替回路21の出力値θ’を一方
の入力(加算値)とし、π/2(ラジアン)を他方の入
力(減算値)として加算演算を行い、θ’−π/2を出
力する。15’はROMであり、補数切替回路の出力値
θ’をアドレスとして、予め記憶した余弦波形の半サイ
クル(0°〜180°)の振幅データを順次読み出す。
16’はROMであり、加算器22の出力値θ’−π/
2をアドレスとして、予め記憶したROM15’と同じ
データを、順次読み出す。
Next, FIG. 2 is a structural example view showing a second embodiment of the present invention. 1 to 14, 1 of the components of FIG.
7 to 20 are the same as those in FIG. Reference numeral 21 denotes a complement switching circuit, which inputs the most significant bit of the output value θ of the register 14 as the polarity bit C, and controls the output by the polarity bit C. It has a function of switching the data excluding the most significant bit of θ when C = “0” and the 1's complement value of the data when C = “1” and outputting it as θ ′. The same function can be easily configured by using an exclusive OR circuit. 22
Is an adder, the output value θ ′ of the complement switching circuit 21 is used as one input (addition value), and π / 2 (radian) is used as the other input (subtraction value) to perform addition operation, θ′−π / 2 is output. Reference numeral 15 'is a ROM, which sequentially reads amplitude data of a half cycle (0 ° to 180 °) of a cosine waveform stored in advance, using the output value θ'of the complement switching circuit as an address.
16 'is a ROM, and the output value of the adder 22 is θ'-π /
Using the address 2 as an address, the same data as the ROM 15 'stored in advance is sequentially read.

【0018】次に、図3は本発明における第3の実施例
を示す構成例図である。図3の構成要素の1〜14,1
7〜22及び15’は図2と同一である。23は切替回
路であり、補数切替回路21の出力値θ’と、加算器2
2の出力値θ’−π/2を入力値とし、前記基準クロッ
ク信号fCLK の極性に従って、fCLK =“1”の場合は
θ’を、fCLK =“0”の場合はθ’−π/2を交互に
切替えて出力する。このときROM15’はθ’及び
θ’−π/2に対する波形データを交互に出力する。2
4は切替回路であり、ROM15’の出力値を、切替回
路23と同じ切替えタイミングで、余弦波形データ,正
弦波形データに振り分けて出力する。
Next, FIG. 3 is a structural example view showing a third embodiment of the present invention. 1 to 14 and 1 of the components of FIG.
7 to 22 and 15 'are the same as in FIG. Reference numeral 23 denotes a switching circuit, which outputs the output value θ ′ of the complement switching circuit 21 and the adder 2
The output value of 2 is θ′−π / 2, and θ′− when f CLK = “1” and θ′− when f CLK = “0” according to the polarity of the reference clock signal f CLK. Outputs by alternately switching π / 2. At this time, the ROM 15 ′ alternately outputs the waveform data for θ ′ and θ′−π / 2. Two
Reference numeral 4 denotes a switching circuit, which distributes the output value of the ROM 15 'into cosine waveform data and sine waveform data at the same switching timing as the switching circuit 23 and outputs the data.

【0019】[0019]

【作用】図1,図4に示した構成例の作用を、図5を用
いて説明する。図5は、図1におけるレジスタ6の出力
値Σ8・Δθ(破線)及び切替回路13の出力値Σ・Δ
θ(実線)の時間変化例を示した波形図である。今、時
刻T0 においてレジスタ6の出力値Σ8・Δθ=0とす
る。加算器5とレジスタ6はNCOを構成しているの
で、以降カウンタ2の出力fCLK /8の1周期(8/f
CLK )毎に8・Δθの積算を続け、レジスタ6の出力値
は図5の破線に示すように、8・Δθのステップじ階段
状に上昇する。次に、時刻T1 に至り、Σ8・Δθの値
が2M 以上に到達すると、Σ8・Δθの値はmodulo2M
の積算動作により、2M を差し引いた値に下降し、再び
8・Δθのステップで上昇し、時刻T0 以降と同様の動
作を繰り返す。以上の動作から、レジスタ6の出力値Σ
8・Δθは、鋸歯状波形値を呈することがわかる。ここ
で、位相ステップ値をΔφ(Δφ=8/Δθ)、
The operation of the configuration example shown in FIGS. 1 and 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an output value Σ8 · Δθ (broken line) of the register 6 and an output value Σ · Δ of the switching circuit 13 in FIG.
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of a time change of θ (solid line). Now, at time T 0 , the output value of the register 6 is set to Σ8 · Δθ = 0. Since the adder 5 and the register 6 form an NCO, one cycle of the output f CLK / 8 of the counter 2 (8 / f
The integration of 8 · Δθ is continued for each CLK ), and the output value of the register 6 rises in steps of 8 · Δθ as shown by the broken line in FIG. Next, when the time T 1 is reached and the value of Σ8 · Δθ reaches 2 M or more, the value of Σ8 · Δθ is modulo 2 M.
By the integrating operation of 2), the value decreases to a value obtained by subtracting 2 M , increases again in the step of 8 · Δθ, and the same operation as after time T 0 is repeated. From the above operation, the output value Σ of the register 6
It can be seen that 8 · Δθ exhibits a sawtooth waveform value. Where the phase step value is Δφ (Δφ = 8 / Δθ),

【外1】 [Outer 1]

【0020】[0020]

【数5】 [Equation 5]

【0021】図1において、レジスタ10は、加算器9
の出力値Σ8・Δθ−4・ΔθをfCLK /8のタイミン
グに従って出力する。レジスタ6の出力値Σ8・Δθが
鋸歯状波形を呈するので、レジスタ10の出力値Σ8・
Δθ−4・Δθも鋸歯状波形を呈することがわかる。4
相並列演算回路11は−Δθ,Σ8・Δ,Δθ,2・Δ
θを入力値とし、4相並列演算回路12は−Δθ,Σ8
・Δθ−4・Δθ、Δθ,2・Δθを入力値とし、Σ8
・Δθ−Δθ,Σ8・Δθ,Σ8・Δθ+Δθ,Σ8・
Δθ+2・Δθ、及びΣ8・Δθ−5・Δθ,Σ8・Δ
θ−4・Δθ,Σ8・Δθ−3・Δθ,Σ8・Δθ−2
・Δθをそれぞれ出力する。該出力値は切替回路13に
入力され、クロック信号fCLK /2,fCLK /4,f
CLK /8のタイミングに従って、Σ8・Δθ−5・Δ
θ,Σ8・Δθ−4・Δθ,…,Σ8・Δθ+Δθ,Σ
8・Δθ+2・Δθの順にΣΔθとして切替え出力され
る。これより、レジスタ14の出力θは、図5の実線に
示すように、基準クロック信号fCLK のタイミングに従
って、Δθのステップで階段状に上昇する鋸歯状波形と
なる。ここで、式(2),式(5)において、N=Mと
おくと次式が成立する。
In FIG. 1, the register 10 is an adder 9
Output value Σ8 · Δθ−4 · Δθ according to the timing of f CLK / 8. Since the output value Σ8 · Δθ of the register 6 has a sawtooth waveform, the output value Σ8 ·· of the register 10
It can be seen that Δθ-4 · Δθ also exhibits a sawtooth waveform. Four
The phase parallel operation circuit 11 has -Δθ, Σ8 · Δ, Δθ, 2 · Δ
With θ as an input value, the four-phase parallel operation circuit 12 has −Δθ, Σ8
・ Δθ-4 ・ Δθ, Δθ, 2 ・ Δθ are input values, and Σ8
・ Δθ−Δθ, Σ8 ・ Δθ, Σ8 ・ Δθ + Δθ, Σ8 ・
Δθ + 2 · Δθ, Σ8 · Δθ−5 · Δθ, Σ8 · Δ
θ-4 · Δθ, Σ8 · Δθ-3 · Δθ, Σ8 · Δθ-2
・ Output Δθ respectively. The output value is input to the switching circuit 13, and clock signals f CLK / 2, f CLK / 4, f
Σ8 ・ Δθ-5 ・ Δ according to the timing of CLK / 8
θ, Σ8 · Δθ-4 · Δθ, ..., Σ8 · Δθ + Δθ, Σ
The output is switched as ΣΔθ in the order of 8 · Δθ + 2 · Δθ. As a result, the output θ of the register 14 has a saw-tooth waveform that rises stepwise in steps of Δθ in accordance with the timing of the reference clock signal f CLK , as shown by the solid line in FIG. Here, when N = M is set in the equations (2) and (5), the following equation is established.

【0022】[0022]

【数6】 これより、レジスタ14の出力値θは、図7中に示した
従来方式のレジスタ103の出力波形と等価であること
がわかる。また、式(5)は、次式のように表すことが
できる。
[Equation 6] From this, it can be seen that the output value θ of the register 14 is equivalent to the output waveform of the conventional register 103 shown in FIG. 7. Further, the equation (5) can be expressed as the following equation.

【数7】 [Equation 7]

【0023】これより、本発明によるダイレクトディジ
タル方式シンセサイザは、積算動作においてΔφ(=Σ
8・Δθ)の位相ステップ情報を積算するので、積算ク
ロック信号を、従来方式の1/8の速度にすることが可
能となる。すなわち、これは積算動作を8倍に高速化し
たことと等価であるといえる。切替回路13の出力値Σ
Δθは、基準クロック信号fCLK のタイミングにより、
レジスタ14からθとして出力され、該位相情報θをア
ドレスとして、それぞれ余弦波形データ,正弦波形デー
タを予め記憶したROM15,ROM16をアクセス
し、それぞれ余弦波形,正弦波形のディジタル値を出力
する。ROM15及びROM16の出力は、それぞれD
/A変換器17,D/A変換器18でアナログ信号に変
換され、それぞれLPF19,LPF20で高調波除去
されて完全な余弦波形,正弦波形として出力される。式
(7),式(8)にそれぞれの波形を示す。
From the above, the direct digital synthesizer according to the present invention is designed so that Δφ (= Σ
Since the phase step information of (8Δθ) is integrated, the integrated clock signal can be speeded up to ⅛ of that of the conventional method. That is, it can be said that this is equivalent to accelerating the integration operation by a factor of eight. Output value Σ of switching circuit 13
Δθ depends on the timing of the reference clock signal f CLK ,
The register 14 outputs θ, and using the phase information θ as an address, the ROM 15 and the ROM 16 in which the cosine waveform data and the sine waveform data are stored in advance are accessed to output the digital values of the cosine waveform and the sine waveform, respectively. The outputs of ROM15 and ROM16 are D
The signals are converted into analog signals by the A / A converter 17 and the D / A converter 18, and harmonics are removed by the LPF 19 and the LPF 20, respectively, and output as perfect cosine and sine waveforms. Equations (7) and (8) show the respective waveforms.

【数8】 余弦波; I= cos(Δθ・fCLK ・t) ……(7) 正弦波; Q= sin(Δθ・fCLK ・t) ……(8)[Equation 8] Cosine wave; I = cos (Δθ · f CLK · t) …… (7) Sine wave; Q = sin (Δθ · f CLK · t) …… (8)

【0024】次に、図2に示した第2の実施例につい
て、図6を用いて説明する。説明を簡単にするために、
M=5、すなわち、レジスタ14の出力である位相情報
θの最大値が2M −1=31の場合を考える。図6
(A)は補数切替回路21の出力波形、図6(B)は加
算器22の出力波形、図6(C)はROM15’,RO
M16’のアドレス対データの関係を示す。今、時刻0
においてレジスタ14の出力値である位相情報θ=0と
する。レジスタ14は、0→1→2→3→…と時刻が進
むにつれて、図6(A)の破線に示すように、2M −1
=31まで階段状に上昇し、θの値が2M 以上に到達す
ると、θ=0に下降し、再び階段状に上昇する。ここ
で、θの最上位ビット(MSB)に着目すると、0≦θ
≦2M-1 −1の区間においてはMSB=0であり、2
M-1 ≦θ≦2M −1の区間においてはMSB=1である
ことは明らかである。従って、補数切替回路21は、M
SB=0のときはレジスタ14の出力値を出力し、MS
B=1のときはθの1の補数値を出力するので、補数切
替回路21の出力値θ’は図6(A)の実線に示すよう
に、時刻0から時刻15までは階段状に上昇し、時刻1
6から時刻31までは階段状に下降する三角形階段波形
となる。時刻32からは、時刻0から時刻31までと同
様の動作を繰り返す。
Next, the second embodiment shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. To simplify the explanation,
Consider a case where M = 5, that is, the maximum value of the phase information θ output from the register 14 is 2 M −1 = 31. Figure 6
6A shows the output waveform of the complement switching circuit 21, FIG. 6B shows the output waveform of the adder 22, and FIG. 6C shows the ROM 15 ', RO.
The address-to-data relationship of M16 'is shown. Time 0 now
In, the phase information θ output from the register 14 is set to 0. As the time advances in the order of 0 → 1 → 2 → 3 → ..., the register 14 becomes 2 M −1 as shown by the broken line in FIG.
= 31, when the value of θ reaches 2 M or more, it decreases to θ = 0 and rises again stepwise. Here, focusing on the most significant bit (MSB) of θ, 0 ≦ θ
In the section of ≤2 M-1 -1, MSB = 0, and 2
It is clear that MSB = 1 in interval M-1 ≦ θ ≦ 2 M -1. Therefore, the complement switching circuit 21
When SB = 0, the output value of register 14 is output and MS
When B = 1, since the 1's complement value of θ is output, the output value θ ′ of the complement switching circuit 21 rises stepwise from time 0 to time 15 as shown by the solid line in FIG. 6 (A). And time 1
From 6 to time 31, a triangular staircase waveform descending stepwise is formed. From time 32, the same operation as from time 0 to time 31 is repeated.

【0025】次に加算器22の出力波形について説明す
る。今、π/2=2M-2 −1と表せるので、加算器22
の出力値はθ’−π/2=θ’−2M-2 −1となる。従
って、図6(B)に破線で示した補数切替回路21の出
力波形に対して、加算器22の出力は図6(B)に実線
で示した三角形階段波形となる。図6(C)はROM1
5’及びROM16’のアドレス対データの関係を示す
図であるが、ROM15’及びROM16’には、M=
5のときの補数切替回路21の出力値0から最大値15
までをアドレスとして、余弦波形の振幅に相当するデー
タを記憶させておく。従って、図6(B)に破線で示し
た補数切替回路21の三角形階段波形値がROM15’
に入力されてアクセスすると、アドレスは0→1→2→
…14→15→15→14→…→1→0→0→1→…と
変化し、ROM15’に予め記憶している余弦波形を形
成するデータが読み出され、出力される。
Next, the output waveform of the adder 22 will be described. Now, since it can be expressed as π / 2 = 2 M−2 −1, the adder 22
The output value of is θ′−π / 2 = θ′−2 M−2 −1. Therefore, in contrast to the output waveform of the complement switching circuit 21 shown by the broken line in FIG. 6B, the output of the adder 22 becomes the triangular staircase waveform shown by the solid line in FIG. 6B. ROM 1 is shown in FIG.
5 is a diagram showing an address-to-data relationship of 5'and ROM 16 ', where M =
When the output value of the complement switching circuit 21 is 5, the maximum value is 15
The data corresponding to the amplitude of the cosine waveform is stored using the addresses up to. Therefore, the triangular staircase waveform value of the complement switching circuit 21 shown by the broken line in FIG.
When you access by entering the address, the address is 0 → 1 → 2 →
The data changes in the order of 14 → 15 → 15 → 14 → ... → 1 → 0 → 0 → 1 →, and the data forming the cosine waveform stored in advance in the ROM 15 ′ is read and output.

【0026】また、図6(B)に実線で示した加算器2
2の三角形階段波形値がROM16’に入力されてアク
セスすると、アドレスは7→6→…→1→0→0→1→
…→14→15→15→14→…と変化し、ROM1
6’に予め記憶している余弦波形を形成するデータが読
み出され、出力される。ここで、ROM16’より出力
される波形は、ROM15’から出力される波形のπ/
2の位相遅れの波形である。従って、ROM16’の出
力波形が正弦波形となることは明らかである。上記の動
作に示したように、三角形階段波形を生成し、該波形デ
ータをROM15’及びROM16’のアドレスとして
入力し、アクセスする方法では、ROM15’及びRO
M16’のデータは、読み出す波形の半サイクル(0°
〜180°)の振幅データでよいことがわかる。ROM
15’及びROM16’の出力は、それぞれD/A変換
器17、D/A変換器18でアナログ信号に変換され、
それぞれLPF19,LPF20で高調波が除去されて
完全な余弦波形,正弦波形として出力される。該波形
は、第1の実施例で得られた式(7),式(8)に示し
た波形である。
The adder 2 shown by the solid line in FIG.
When the triangular staircase waveform value of 2 is input to the ROM 16 ′ and accessed, the address is 7 → 6 → ... → 1 → 0 → 0 → 1 →
… → 14 → 15 → 15 → 14 → ... and the ROM1
The data forming the cosine waveform stored in advance in 6'is read and output. Here, the waveform output from the ROM 16 ′ is π / of the waveform output from the ROM 15 ′.
2 is a waveform with a phase delay of 2. Therefore, it is clear that the output waveform of the ROM 16 'is a sine waveform. As shown in the above operation, the triangular staircase waveform is generated, the waveform data is input as the addresses of the ROM 15 ′ and the ROM 16 ′, and in the method of accessing, the ROM 15 ′ and the RO 15 ′ are used.
The data of M16 'is the half cycle (0 °
It can be seen that amplitude data of ~ 180 °) is sufficient. ROM
The outputs of 15 'and ROM 16' are converted into analog signals by a D / A converter 17 and a D / A converter 18, respectively.
The harmonics are removed by the LPF 19 and the LPF 20, respectively, and output as a complete cosine waveform and a sine waveform. The waveform is the waveform shown in the equations (7) and (8) obtained in the first embodiment.

【0027】次に、図3に示した本発明の第3の実施例
の構成例図の作用について説明する。補数切替回路21
の出力値θ’と加算器22の出力値θ’−π/2は、切
替回路23に入力され、基準クロック信号fCLK の極性
に従って、fCLK =“1”のときθ’を、fCLK
“0”のときθ’−π/2を交互に出力する。ROM1
5’は、θ’及びθ’−π/2をアドレスとして交互に
アクセスされ、θ’及びθ’−π/2に対応する振幅デ
ータを交互に出力する。ROM15’の出力値は、切替
回路23と同じタイミングで切替動作する切替回路24
に入力され、fCLK=“1”のときθ’に対応する振幅
データに、fCLK =“0”のときθ’−π/2に対応す
る振幅データにそれぞれ振り分けられて出力される。上
記の動作に示したように、ROMの前段,後段に同じタ
イミングで切替動作を行う切替回路を配することによっ
て、ROMを共用できることがわかる。θ’に対応する
振幅データは、D/A変換器17,LPF19を介して
アナログ値の余弦波形に変換され、θ’−π/2に対応
する振幅データは、D/A変換器18,LPF20を介
してアナログ値の正弦波形に変換されて第1の実施例と
同様に式(7),式(8)に示した波形が得られる。
Next, the operation of the configuration diagram of the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described. Complement switching circuit 21
Output value θ ′ of the adder 22 and the output value θ′−π / 2 of the adder 22 are input to the switching circuit 23, and according to the polarity of the reference clock signal f CLK , θ ′ is obtained when f CLK = “1”, f CLK =
When it is “0”, θ′−π / 2 is output alternately. ROM1
5'is alternately accessed using θ'and θ'-π / 2 as an address, and alternately outputs the amplitude data corresponding to θ'and θ'-π / 2. The output value of the ROM 15 ′ is switched by the switching circuit 24 that performs switching operation at the same timing as the switching circuit 23.
Is input to the amplitude data corresponding to θ ′ when f CLK = “1”, and is output to the amplitude data corresponding to θ′−π / 2 when f CLK = “0”. As shown in the above operation, it can be seen that the ROM can be shared by arranging the switching circuit that performs the switching operation at the same timing in the front stage and the rear stage of the ROM. The amplitude data corresponding to θ ′ is converted into a cosine waveform of an analog value via the D / A converter 17 and the LPF 19, and the amplitude data corresponding to θ′−π / 2 is converted to the D / A converter 18 and the LPF 20. Is converted into an sine waveform having an analog value via, and the waveforms shown in the equations (7) and (8) are obtained as in the first embodiment.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のダ
イレクトディジタル方式シンセサイザの構成では、積算
動作が、従来方式の1/8の速度のクロック信号で動作
するので、出力周波数の高周波数化、すなわち、広帯域
化及び設定周波数の高精度化が可能である。また、RO
Mのアクセス方法を工夫することによって、ROM容量
の縮小が可能であり、小形化に貢献できる。さらに、回
路の大半が論理動作であるため、IC化が可能であり、
小形化,低消費電力化,低コスト化が容易であるという
利点がある。
As described in detail above, in the configuration of the direct digital synthesizer of the present invention, the integrating operation is performed by the clock signal having a speed of 1/8 of that of the conventional method, so that the output frequency is increased. That is, it is possible to widen the band and improve the accuracy of the set frequency. Also, RO
By devising the access method of M, the ROM capacity can be reduced, which can contribute to miniaturization. Furthermore, since most of the circuits are logical operations, they can be integrated into an IC,
It has the advantages that it is easy to reduce the size, power consumption, and cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す構成例図である。FIG. 1 is a configuration example diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す構成例図である。FIG. 2 is a configuration example diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例を示す構成例図である。FIG. 3 is a structural example diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】図1の4相並列演算回路の構成例図である。FIG. 4 is a configuration example diagram of a four-phase parallel arithmetic circuit of FIG.

【図5】図1の積算動作及びレジスタ14の出力値のタ
イムチャートである。
5 is a time chart of the integrating operation and the output value of the register 14 in FIG.

【図6】図2の補数切替回路21,加算器22の出力値
のタイムチャート及びROM15’,ROM16’のア
ドレス対データの説明図である。
6 is a time chart of output values of the complement switching circuit 21 and the adder 22 of FIG. 2 and an explanatory diagram of address pair data of the ROM 15 ′ and ROM 16 ′.

【図7】従来のダイレクトディジタル方式シンセサイザ
の構成例図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a conventional direct digital synthesizer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基準発振回路 2 カウンタ 3 {×(−1)}回路 4 {×8}回路 5 加算器 6 レジスタ 7 {×2}回路 8 {×4}回路 9 加算器 10 レジスタ 11,12 4相並列演算回路 13 切替回路 14 レジスタ 15,15’,16,16’ ROM 17,18 D/A変換器 19,20 LPF 21 補数切替回路 22 加算器 23,24 切替回路 111,112,113 加算器 114 レジスタ 101 基準発振回路 102 加算器 103 レジスタ 104,105 ROM 106,107 D/A変換器 108,109 LPF 1 Reference Oscillation Circuit 2 Counter 3 {x (-1)} Circuit 4 {x8} Circuit 5 Adder 6 Register 7 {x2} Circuit 8 {x4} Circuit 9 Adder 10 Register 11, 12 4 Phase Parallel Operation Circuit 13 Switching circuit 14 Register 15, 15 ', 16, 16' ROM 17, 18 D / A converter 19, 20 LPF 21 Complement switching circuit 22 Adder 23, 24 Switching circuit 111, 112, 113 Adder 114 Register 101 Reference oscillator circuit 102 Adder 103 Register 104, 105 ROM 106, 107 D / A converter 108, 109 LPF

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準クロック信号fCLK を出力する基準
発振回路と、 前記基準クロック信号fCLK を分周し、クロック信号f
CLK /2,fCLK /4,fCLK /8を出力するカウンタ
と、 外部より設定される位相ステップ情報Δθを(−1)倍
して−Δθを出力する{×(−1)}回路と、 前記位相ステップ情報Δθを8倍して8・Δθを出力す
る{×8}回路と、 該{×8}回路の出力値8・Δθを一方の入力とし、8
・Δθの積算値Σ8・Δθを他方の入力として加算演算
する第1の加算器と、 該第1の加算器の出力値を、前記クロック信号fCLK
8のタイミングに従って、積算値Σ8・Δθとして出力
する第1のレジスタと、 前記位相ステップ情報Δθを2倍して2・Δθを出力す
る{×2}回路と、 前記位相ステップ情報Δθを4倍して4・Δθを出力す
る{×4}回路と、 該{×4}回路の出力値4・Δθを一方の入力とし、前
記第1のレジスタの出力値Σ8・Δθを他方の入力とし
て減算処理を行う第2の加算器と、 該第2の加算器の出力値を、前記クロック信号fCLK
8のタイミングに従って、Σ8・Δθ−4・Δθとして
出力する第2のレジスタと、 前記{×(−1)}回路の出力値−Δθと、前記第1の
レジスタの出力値Σ8・Δθと、前記位相ステップ情報
Δθと、前記{×2}回路の出力値2・Δθとを入力と
して並列に加算演算を行い、位相情報Σ8・Δθ−Δ
θ,Σ8・Δθ,Σ8・Δθ+Δθ,Σ8・Δθ+2・
Δθを出力する第1の4相並列演算回路と、 前記{×(−1)}回路の出力値−Δθと、前記第2の
レジスタの出力値Σ8・Δθ−4・Δθと、前記位相ス
テップ情報Δθと、前記{×2}回路の出力値2・Δθ
とを入力として並列に加算演算を行い、位相情報Σ8・
Δθ−5・Δθ,Σ8・Δθ−4・Δθ,Σ8・Δθ−
3・Δθ、Σ8・Δθ−2・Δθを出力する第2の4相
並列演算回路と、 前記第1の4相並列演算回路から出力される位相情報Σ
8・Δθ−Δθ,Σ8・Δθ,Σ8・Δθ+Δθ,Σ8
・Δθ+2・Δθと、前記第2の4相並列演算回路から
出力される位相情報Σ8・Δθ−5・Δθ,Σ8・Δθ
−4・Δθ,Σ8・Δθ−3・Δθ,Σ8・Δθ−2・
Δθとを、前記カウンタから出力されるクロック信号f
CLK /2,fCLK /4,fCLK /8のタイミングに従っ
て順次切替え出力する第1の切替回路と、 該第1の切替回路の出力値を、前記基準クロック信号f
CLK のタイミングに従って位相情報θとして出力する第
3のレジスタと、 該第3のレジスタの出力値θをアドレスとして、予め記
憶した余弦波形の1サイクル(0°〜360°)の振幅
データを順次読み出すことのできる第1のROMと、 前記第3のレジスタの出力値θをアドレスとして、予め
記憶した正弦波形の1サイクル(0°〜360°)の振
幅データを順次読み出すことのできる第2のROMと、 前記第1のROMからの出力をアナログ電圧の信号に変
換する第1のD/A変換器と、 前記第2のROMからの出力をアナログ電圧の信号に変
換する第2のD/A変換器と、 前記第1のD/A変換器の出力の高調波成分を除去する
第1の低域ろ波器と、 前記第2のD/A変換器の出力の高調波成分を除去する
第2の低域ろ波器とを備えたことを特徴とするダイレク
トディジタル方式シンセサイザ。
1. A and a reference oscillation circuit for outputting a reference clock signal f CLK, divides the reference clock signal f CLK, the clock signal f
A counter that outputs CLK / 2, fCLK / 4, fCLK / 8, and a {x (-1)} circuit that multiplies the phase step information Δθ set from the outside by (-1) and outputs -Δθ. , A {× 8} circuit for multiplying the phase step information Δθ by 8 to output 8 · Δθ, and an output value 8 · Δθ of the {× 8} circuit as one input,
A first adder for performing an addition operation using the integrated value Σ8ΔΔθ of Δθ and an output value of the first adder as the clock signal f CLK /
In accordance with the timing of 8, a first register for outputting the integrated value Σ8 · Δθ, a {× 2} circuit for doubling the phase step information Δθ and outputting 2 · Δθ, and a quadrupling of the phase step information Δθ And the output value 4 · Δθ of the {× 4} circuit is used as one input, and the output value Σ8 · Δθ of the first register is subtracted as the other input. A second adder that performs processing, and an output value of the second adder are used as the clock signal f CLK /
A second register for outputting Σ8 · Δθ−4 · Δθ in accordance with the timing 8; an output value −Δθ of the {× (−1)} circuit; and an output value Σ8 · Δθ of the first register, The phase step information Δθ and the output value 2 · Δθ of the {× 2} circuit are input to perform an addition operation in parallel to obtain the phase information Σ8 · Δθ−Δ.
θ, Σ8 · Δθ, Σ8 · Δθ + Δθ, Σ8 · Δθ + 2 ·
A first four-phase parallel operation circuit that outputs Δθ, an output value −Δθ of the {× (−1)} circuit, an output value Σ8 · Δθ−4 · Δθ of the second register, and the phase step Information Δθ and the output value 2 · Δθ of the {× 2} circuit
Phase and Σ8
Δθ-5 · Δθ, Σ8 · Δθ-4 · Δθ, Σ8 · Δθ-
A second 4-phase parallel arithmetic circuit that outputs 3 · Δθ, Σ8 · Δθ−2 · Δθ, and phase information Σ output from the first 4-phase parallel arithmetic circuit.
8 · Δθ−Δθ, Σ8 · Δθ, Σ8 · Δθ + Δθ, Σ8
.DELTA..theta. + 2.multidot..DELTA..theta. And the phase information .SIGMA.8.delta..theta.-5.delta..theta., .SIGMA.8.delta..theta.
-4 · Δθ, Σ8 · Δθ-3 · Δθ, Σ8 · Δθ-2 ·
Δθ is the clock signal f output from the counter
A first switching circuit for sequentially switching and outputting according to the timing of CLK / 2, f CLK / 4, f CLK / 8, and an output value of the first switching circuit, the reference clock signal f
A third register that outputs phase information θ according to the timing of CLK , and the amplitude value of one cycle (0 ° to 360 °) of the cosine waveform stored in advance is sequentially read using the output value θ of the third register as an address. And a second ROM capable of sequentially reading amplitude data of one cycle (0 ° to 360 °) of a sine waveform stored in advance by using the output value θ of the third register as an address. A first D / A converter for converting the output from the first ROM into an analog voltage signal; and a second D / A converter for converting the output from the second ROM into an analog voltage signal. A converter, a first low-pass filter that removes a harmonic component of the output of the first D / A converter, and a harmonic component of an output of the second D / A converter With a second low-pass filter Direct digital-N synthesizer according to claim.
【請求項2】 請求項1のダイレクトディジタル方式シ
ンセサイザおいて、 前記第1のROM及び第2のROMを、 前記第3のレジスタの出力値θの最上位ビットに従い、
該出力値θの最上位ビットを除く値、もしくはその補数
値をθ’(0≦θ’≦π)として出力する補数切替回路
と、 該補数切替回路の出力値θ’を一方の入力とし、π/2
(ラジアン)を他方の入力として減算処理を行い、θ’
−π/2を出力する第3の加算器と、 前記補数切替回路の出力値θ’をアドレスとして、予め
記憶した余弦波形の半サイクル(0°〜180°)の振
幅データを順次読み出すことのできる第3のROMと、 前記第3の加算器の出力値θ’−π/2をアドレスとし
て、前記第3のROMと同じデータを記憶し、順次読み
出すことのできる第4のROMとに置き換えたことを特
徴とする請求項1記載のダイレクトディジタル方式シン
セサイザ。
2. The direct digital synthesizer according to claim 1, wherein the first ROM and the second ROM are arranged according to a most significant bit of an output value θ of the third register,
A value excluding the most significant bit of the output value θ or a complement value thereof is output as θ ′ (0 ≦ θ ′ ≦ π); and an output value θ ′ of the complement switching circuit is one input, π / 2
Performs subtraction processing using (radian) as the other input, and θ '
A third adder which outputs −π / 2, and an amplitude value of a half cycle (0 ° to 180 °) of the cosine waveform stored in advance are sequentially read by using the output value θ ′ of the complement switching circuit as an address. Replaced with a third ROM that can be used and a fourth ROM that can store the same data as the third ROM and sequentially read it, using the output value θ′−π / 2 of the third adder as an address. The direct digital synthesizer according to claim 1, characterized in that.
【請求項3】 請求項2記載のダイレクトディジタル方
式シンセサイザにおいて、 前記第3のROM及び第4のROMを、 前記補数切替回路の出力値θ’と、前記加算器の出力値
θ’−π/2を入力とし、前記基準クロック信号fCLK
の極性に従って交互に切替えて出力する第2の切替回路
と、 該第2の切替回路の出力値をアドレスとして、予め記憶
した余弦波形の半サイクル(0°〜180°)の振幅デ
ータを順次読み出すことのできる第5のROMと、 該第5のROMの出力を、前記第2の切替回路と同じタ
イミングで出力先を切替える第3の切替回路と、 に置き換えたことを特徴とする請求項2記載のダイレク
トディジタル方式シンセサイザ。
3. The direct digital synthesizer according to claim 2, wherein the third ROM and the fourth ROM are provided with an output value θ ′ of the complement switching circuit and an output value θ′−π / of the adder. 2 as an input, and the reference clock signal f CLK
A second switching circuit which alternately switches and outputs according to the polarity of, and the amplitude value of a half cycle (0 ° to 180 °) of the cosine waveform stored in advance is sequentially read by using the output value of the second switching circuit as an address. And a third switching circuit for switching an output destination at the same timing as that of the second switching circuit, and a fifth ROM capable of controlling the output of the fifth ROM. Direct digital synthesizer described.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008160797A (en) * 2006-11-28 2008-07-10 Seiko Epson Corp Circuit and method for executing data transmission, and circuit and method utilizing clock pulse

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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