JPH08316735A - ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ - Google Patents

ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ

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JPH08316735A
JPH08316735A JP12135795A JP12135795A JPH08316735A JP H08316735 A JPH08316735 A JP H08316735A JP 12135795 A JP12135795 A JP 12135795A JP 12135795 A JP12135795 A JP 12135795A JP H08316735 A JPH08316735 A JP H08316735A
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JP
Japan
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waveform
memory
data
input
frequency
Prior art date
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Application number
JP12135795A
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English (en)
Inventor
Teruji Ide
輝二 井手
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作(出力)周波数を向上する。 【構成】 発生すべき周波数データを入力し基準クロッ
クが入力される毎に入力周波数に対応したディジタルデ
ータを累積する位相累算器1と、その累積出力をアドレ
スデータとして入力し、このアドレスデータに対応した
波形データを一時的に格納しておく第1波形メモリ(R
OM)2と、このROM2に格納してある波形データを
電源入力直後に転送するためのブートストラップ回路5
と、このブートストラップ回路5によりROM2に格納
してある波形データが転送される第2波形メモリ(RA
M)6と、これより出力する波形データを入力してアナ
ログ信号に変換するD/A変換器3と、このアナログ信
号を入力して所望周波数の波形の信号を出力するフィル
タ4とよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、任意の周波数の所望の
波形を正確に発生することができるようにしたダイレク
ト・ディジタル・シンセサイザ(DDS)に関する。
【0002】
【従来の技術】任意の周波数又は波形を正確に発生でき
る周波数シンセサイザとしてダイレクト・ディジタル・
シンセサイザ(DDS)がある。これは任意の周波数又
は波形をディジタル的に設定すると、予じめ波形メモリ
(ROM)に格納された波形データを、基準クロック毎
に位相累算器から累算された累算値を、当該波形メモリ
のアドレス値として順次読み出すと同時にその値をディ
ジタル値からアナログ値へ変換することにより、目的と
する波形をアナログ(連続)波形として出力するように
したものである。
【0003】図3は従来の一般的なダイレクト・ディジ
タル・シンセサイザの構成の1例を示すブロック図であ
る。入力として発生すべき周波数データを設定すると、
設定した周波数に対応したディジタル的なデータが位相
累算器1に入力される。位相累算器1には基準クロック
が累算すべき位相情報の時間の基準として与えられてお
り、入力データは基準クロックが入力する度に累算され
る。この累算器は通常全加算器とフリップフロップ回路
で構成されており、基準クロックが入力される度にステ
ップ状に増加する。この位相累算器1の出力は第1波形
メモリ(ROM)2のアドレス入力にアドレスデータと
して入力される。この波形メモリ(ROM)2の内容
(アドレスデータに対応した波形データ)が、入力アド
レスが変化する毎に変化する各種任意の波形データとし
て波形メモリ(ROM)2から出力される。
【0004】この波形データはディジタル・アナログ
(D/A)変換器3で所望のアナログ(連続)信号に変
換される。このD/A変換器3も位相累算器1と同じ基
準クロックにより動作する。波形データを順次読み出
し、アナログ変換した信号は、フィルタ4で所望の波形
に適合した濾波作用により整形されて出力される。出力
波形として正弦(余弦)波を必要とする場合は、フィル
タ4は通常ローパス(低域通過)フィルタであり、高周
波成分が除去され、滑らかな波形に整形される。このよ
うにして波形メモリ(ROM)2に格納された波形デー
タから所望の周波数の、所望の波形の信号を出力するこ
とができる。
【0005】しかしながら、このような従来のダイレク
ト・ディジタル・シンセサイザでは次のような課題があ
った。原理的に発生しようとするアナログ(連続)波
は、サンプリング定理により最高でも基準クロック周波
数の2分の1以下である。さらに実用的には正弦(余
弦)波を発生する場合、スプリアスなどの点から出力周
波数は基準クロック周波数の約3分の1以下程度に制限
される。したがってダイレクト・ディジタル・シンセサ
イザの出力周波数を上げるためには基準クロック周波数
を上げる必要がある。ところが、波形メモリ(ROM)
2の波形データを読み出す際に、波形メモリ(ROM)
2に周波数情報としてのアドレスデータが入力されてか
ら波形データが読み出されるまでに時間を要するので、
位相累算器1及びD/A変換器3に入力される基準クロ
ックの周期はこの時間より長くなければならない。
【0006】このように波形メモリ(ROM)2の波形
データを読み出すための動作速度(周波数)が限られて
いるために、基準クロックの周波数を上げようとしても
波形メモリ(ROM)2の動作速度(周波数)に制限さ
れ、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザの出力周波
数が制限されるという課題があった。このような課題を
解決するための方法として上記波形メモリ(ROM)2
により波形データを読み出す方法に換え、周波数情報と
してのアドレスデータを直接演算し、波形データを得る
方法が考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この方法だと、波形メ
モリ(ROM)2から波形データを読み出す方法よりも
約2〜3倍程度、ダイレクト・ディジタル・シンセサイ
ザの動作(出力)周波数を向上させることができるが、
ハードウェア量が多くなることと,容易に演算回路を変
更し,波形データを変更することが難しいなどの課題が
あった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明シンセサイザは、
上記従来技術の動作(出力)周波数が波形メモリ(RO
M)の動作速度(周波数)により制限されるという課題
と波形データの変更が難しいという課題を解決するた
め、図1に示すように周波数データを入力して基準クロ
ックが入力されるごとにその累算値を出力すべき波形の
位相情報とする位相累算器1と、前記位相累算器1の出
力を入力して各種波形データを読み出す波形メモリと該
波形メモリの出力を入力するD/A変換器3と該D/A
変換器3の出力を入力するフィルタ4より構成されたダ
イレクト・ディジタル・シンセサイザにおいて、前記波
形データを読み出す波形メモリの処理速度を向上するた
めに、波形メモリは、波形データを一度格納しておく第
1波形メモリ2と、電源入力直後に前記第1波形メモリ
2の波形データが転送され、読み出される第2波形メモ
リ6より構成されたことを特徴とする。
【0009】
【作 用】発生すべき周波数データを位相累算器1に入
力すると、入力周波数に対応したディジタルデータが、
基準クロックが入力されるごとに累積され、この累積出
力は第2波形メモリ6のアドレス入力にアドレスデータ
として入力される。このアドレスデータに対応した波形
データが一度、第1波形メモリ2に格納しておき、電源
入力直後に、この第1波形メモリ2の波形データが第2
波形メモリ6に転送され、これより入力アドレスが変化
する毎に変化する所望の波形データが出力される。この
波形データはD/A変換器3に入力されてアナログ信号
に変換され、このアナログ信号はフィルタ4に入力され
てこれより所望周波数の波形の信号が出力されることに
なる。
【0010】
【実施例】本発明では、ダイレクト・ディジタル・シン
セサイザの動作(出力)周波数を向上させる手段とし
て,ダイレクト・ディジタル・シンセサイザの第1波形
メモリ(ROM)により波形データを読み出す方法を改
善し、所望の波形の波形データを波形メモリ(ROM)
に一度、格納しておき、電源入力直後に、前記波形メモ
リ(ROM)の波形データを第2波形メモリ(RAM)
に転送し、その後の波形メモリの波形データはRAMよ
り読み出すものである。一般に波形データをROMから
読み出すよりもRAMから読み出す方が周波数データと
してのアドレスデータが入力されてから波形データが読
み出されるまでの時間が短い。ところがRAMは電源を
入力している間以外は波形データを格納しておくことが
できないため、一般にROMに格納してある波形データ
をRAMに電源入力直後に転送するブートストラップ回
路と呼ばれる回路が必要になる。このブートストラップ
回路は論理回路により行う方法,ソフトウェアで行う方
法などいずれの方法でも良い。又ROMは磁気ディスク
装置や磁気テープ装置などの半導体以外のメモリのいず
れでも良い。
【0011】図1は本発明シンセサイザの1実施例の構
成を示すブロック図である。図1において1は発生すべ
き周波数データを入力し基準クロックが入力される毎に
入力周波数に対応したディジタルデータを累積する位相
累算器、2はその累積出力をアドレスデータとして入力
し、このアドレスデータに対応した波形データを一時的
に格納しておく第1波形メモリ(ROM)、5はこのR
OM2に格納してある波形データを電源入力直後に転送
するためのブートストラップ回路、6はこのブートスト
ラップ回路5によりROM2に格納してある波形データ
が転送される第2波形メモリ(RAM)、3はこれより
出力する波形データを入力してアナログ信号に変換する
D/A変換器、4はこのアナログ信号を入力して所望周
波数の波形の信号を出力するフィルタである。
【0012】上記構成の本実施例において入力として発
生すべき周波数を設定すると、設定した周波数に対応し
たディジタル的なデータが、位相累算器1に入力され
る。位相累算器1には、基準クロックが累算すべき位相
情報の時間の基準として与えられており、入力データは
基準クロックが入力する度に累算される。この位相累算
器1の出力は、第2波形メモリ(RAM)6に従来の波
形メモリ(ROM)のアドレスデータに相当する位相
(周波数)情報として入力される。
【0013】ダイレクト・ディジタル・シンセサイザの
電源入力直後に、ブートストラップ回路5を起動させる
ことにより第1波形メモリ(ROM)2に格納されてい
る波形データの内容が、第2波形メモリ(RAM)6へ
転送されるので、これにより第2波形メモリ(RAM)
6には従来の波形メモリ(ROM)と同じ内容が格納さ
れる。第2波形メモリ(RAM)6からは、入力された
位相(周波数)情報に対応した所望の波形データが基準
クロックに同期して出力される。この波形データはD/
A変換器3で、基準クロックに同期してアナログ(連
続)信号に変換される。このアナログ(連続)信号はフ
ィルタ4により所望の波形に整形されて所望周波数の波
形の信号が出力される。
【0014】図2は図1に示す本実施例の詳細を示すブ
ロック図を示す。この実施例ではダイレクト・ディジタ
ル・シンセサイザの電源入力直後にブートストラップ回
路5のリセット回路13が作動し、カウンタ回路14へ
リセットパルスを出力する。このリセットパルスにより
カウンタ回路14は、カウントを開始する。このカウン
ト値は3状態のバッファ回路8を通じて第2波形メモリ
(RAM)6のアドレス端子A0 〜A9 へ入力される。
このカウンタ回路14からのカウント値は同時に第1波
形メモリ(ROM)2のアドレス端子A0 〜A9 へ入力
される。このアドレス値に対応した第1波形メモリ(R
OM)2の内容が3状態のバッファ回路10を通じて第
2波形メモリ(RAM)6の端子D0 〜D7へ入力され
る。
【0015】このようにカウンタ回路14がカウントさ
れている間は第2波形メモリ(RAM)6はアドレス端
子A0 〜A9 へ入力された値の番地に対応し,端子D0
〜D 7 へ入力された値、すなわち第1波形メモリ(RO
M)2のアドレスに対応した波形データの値を第2波形
メモリ(RAM)6へ書き込むために第2波形メモリ
(RAM)6のW/R端子へカウンタ回路14から制御
信号が入力されている。カウント中は3状態(スリース
テート)のバッファ回路8及び10の出力が導通(イネ
ーブル)、バッファ回路9の出力が非導通(ディスイネ
ーブル)になる様にカウンタ回路14から制御信号が入
力されており、位相累算器1からの信号は、3状態(ス
リーステート)のバッファ回路9の出力端子00 〜010
が高インピーダンスになっているため出力されない。こ
のようにして電源入力直後に第1波形メモリ(ROM)
2の内容が、第2波形メモリ(RAM)6へ転送され,
第1波形メモリ(ROM)2と第2波形メモリ(RA
M)6の内容が同じものとなる。
【0016】カウント終了後は3状態(スリーステー
ト)のバッファ回路8及び10の各出力端子は高インピ
ーダンスになっているため出力されない。又、カウント
中は出力端子が高インピーダンスとなっていた3状態
(スリーステート)のバッファ回路9からはカウント終
了後はカウンタ回路14からの制御信号により位相累算
器1からの信号が出力される様になる。その後は、通常
のダイレクト・ディジタル・シンセサイザの動作を行う
が、従来の波形メモリ(ROM)からの波形データを読
み出していたものを第2波形メモリ(RAM)6から読
み出すことにより高速動作が可能となる。この実施例で
はダイレクト・ディジタル・シンセサイザの周波数デー
タ入力は20ビットで位相累算器1の加算すべき位相値
である入力データに相当する。この入力データと並列2
0ビットのフリップフロップ12に一時記憶されている
位相値が全加算器11により加算されて、基準クロック
に同期して新しい位相値として並列20ビットのフリッ
プフロップ12にそれぞれ蓄積される。この例では4ビ
ットの全加算器111 〜115 を直列にして20ビット
としているが、これ以外の方法で全加算器を直列に接続
しても良い。又フリップフロップ12もフリップフロッ
プを個別に20個並列に接続しても良い。
【0017】この位相累算器1の出力は第2波形メモリ
(RAM)6のアドレスデータ、すなわち位相(周波
数)情報として入力される。この第2波形メモリ(RA
M)6には電源入力直後に第1波形メモリ(ROM)2
から転送された波形データが格納される。入力された位
相(周波数)情報に対応した所望の波形データが第2波
形メモリ(RAM)6から出力される。この波形データ
はD/A変換器3で、基準クロックに同期してアナログ
(連続)信号に変換される。このアナログ(連続)信号
はフィルタ4により所望の波形に整形されて出力され
る。この実施例ではD/A変換器3の分解能は8ビット
であるが、分解能は用途に応じて違うものでも良い。
又、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザの周波数デ
ータ入力は必要に応じて20ビットでなくても良く、ハ
ードウェア量を軽減することができる。なお、ブートス
トラップ回路5の動作はソフトウェアにより行うことも
できる。
【0018】以上詳細に述べた様に、ダイレクト・ディ
ジタル・シンセサイザの高速動作が可能となる。従来の
波形メモリ(ROM)から波形データを読み出す方法で
は、波形メモリに周波数情報としてのアドレスデータが
入力されてから波形データが読み出されるまでに最低3
0〔ns〕程度の時間を要していたが、本発明実施例で
は、入力データが入力されてから波形データを第2波形
メモリ(RAM)6から出力するまでの時間が5〜10
〔ns〕程度と約3分の1以下に軽減される。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ(DD
S)において位相累算器の出力である位相(周波数)デ
ータから所望の周波数,波形を得るための波形データを
第1波形メモリに格納しておき,電源入力直後、第1波
形メモリの波形データを第2波形メモリへ転送し、波形
データを第2波形メモリより読み出すことにより、動作
(出力)周波数を、従来の動作(出力)周波数の3〜6
倍程度まで向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明シンセサイザの1実施例の構成を示すブ
ロック図である。
【図2】図1に示す本実施例の詳細を示すブロック図を
示す。
【図3】従来の一般的なダイレクト・ディジタル・シン
セサイザの構成の1例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 位相累算器 2 第1波形メモリ(ROM) 3 D/A変換器 4 フィルタ 5 ブートストラップ回路 6 第2波形メモリ(RAM) 8 バッファ回路 9 バッファ回路 10 バッファ回路 11 全加算器 111 〜115 全加算器 12 フリップフロップ 13 リセット回路 14 カウンタ回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周波数データを入力して基準クロックが
    入力されるごとにその累算値を出力すべき波形の位相情
    報とする位相累算器と、前記位相累算器の出力を入力し
    て各種波形データを読み出す波形メモリと該波形メモリ
    の出力を入力するD/A変換器と該D/A変換器の出力
    を入力するフィルタより構成されたダイレクト・ディジ
    タル・シンセサイザにおいて、前記波形データを読み出
    す波形メモリの処理速度を向上するために、波形メモリ
    は、波形データを一度格納しておく第1波形メモリと、
    電源入力直後に前記第1波形メモリの波形データが転送
    され、読み出される第2波形メモリより構成されたこと
    を特徴とするダイレクト・ディジタル・シンセサイザ。
JP12135795A 1995-05-19 1995-05-19 ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ Pending JPH08316735A (ja)

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JP12135795A JPH08316735A (ja) 1995-05-19 1995-05-19 ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ

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JP12135795A JPH08316735A (ja) 1995-05-19 1995-05-19 ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ

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JPH08316735A true JPH08316735A (ja) 1996-11-29

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ID=14809273

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JP12135795A Pending JPH08316735A (ja) 1995-05-19 1995-05-19 ダイレクト・ディジタル・シンセサイザ

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