KR0141285B1 - Direct digital frequency synthesizer - Google Patents

Direct digital frequency synthesizer

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KR0141285B1
KR0141285B1 KR1019950053659A KR19950053659A KR0141285B1 KR 0141285 B1 KR0141285 B1 KR 0141285B1 KR 1019950053659 A KR1019950053659 A KR 1019950053659A KR 19950053659 A KR19950053659 A KR 19950053659A KR 0141285 B1 KR0141285 B1 KR 0141285B1
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KR1019950053659A
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김대용
곽명신
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양승택
한국전자통신연구소
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    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/197Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between numbers which are variable in time or the frequency divider dividing by a factor variable in time, e.g. for obtaining fractional frequency division
    • H03L7/1974Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between numbers which are variable in time or the frequency divider dividing by a factor variable in time, e.g. for obtaining fractional frequency division for fractional frequency division
    • H03L7/1976Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between numbers which are variable in time or the frequency divider dividing by a factor variable in time, e.g. for obtaining fractional frequency division for fractional frequency division using a phase accumulator for controlling the counter or frequency divider

Abstract

종래의 CMOS 소자기술로 제작된 직접 디지털 주파수 합성기(DDS)의 합성된 주파수는 최대 동작 클럭 주파수의 1/4에 해당하는 낮은 출력 주파수 때문에 DDS 단독으로는 50 MHz 이상의 고주파 합성기로서는 부적당하였다.The synthesized frequency of a direct digital frequency synthesizer (DDS) fabricated by conventional CMOS device technology is inadequate for high frequency synthesizers of 50 MHz or more due to the low output frequency corresponding to one-quarter of the maximum operating clock frequency.

종래 기술의 단점인 저주파수 출력을 개선하기 위하여, 병렬 연결된 파이프라인 구조의 위상누산기, 및 잡음성형기를 포함하는 것을 특징으로 하여, 최종 출력이 DDS 한 개의 출력 주파수보다도 4배 혹은 그 이상의 합성된 출력 주파수를 얻을 수 있도록 구성하였고, 종래의 저전력 CMOS 소자 기술로 제작할 경우 소형화와 저전력화가 가능하다.In order to improve the low frequency output, which is a disadvantage of the prior art, a parallel accumulator includes a phase accumulator and a noise molding machine, so that the final output is four or more synthesized output frequencies than the output frequency of one DDS. It can be configured to obtain a small size and low power when manufactured by the conventional low power CMOS device technology.

Description

직접 디지털 주파수합성기(Direct digital Frequency Synthesezer)Direct digital frequency synthesizer

제 1 도는 종래의 직접 디지털 주파수 합성기의 구성도.1 is a block diagram of a conventional direct digital frequency synthesizer.

제 2 도는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단일 직접 디지털 주파수 합성기의 블록 구성도.2 is a block diagram of a single direct digital frequency synthesizer according to the first embodiment of the present invention.

제 3 도는 본 발명에 따른 잡음 정형기의 블록 구성도.3 is a block diagram of a noise shaper according to the present invention.

제 4 도는 본 발명에 따른 파이프라인 구조의 위상 가산기 블록 구성도.4 is a block diagram of a phase adder of a pipeline structure according to the present invention.

제 5 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 병렬 구조의 직접 디지털 주파수 합성기의 블록 구성도.5 is a block diagram of a direct digital frequency synthesizer having a parallel structure according to a second embodiment of the present invention.

제 6 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 4:1 먹스(mux)의 블록 구성도.6 is a block diagram of a 4: 1 mux according to a second embodiment of the present invention.

제 7 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 4:1 먹스(mux)에 인가된 클럭과 선택 제어 신호의 파형도.7 is a waveform diagram of a clock and a selection control signal applied to a 4: 1 mux according to a second embodiment of the present invention.

제 8 도는 본 발명에 따른 병렬 출력을 다중화 방법으로 합성하는 방법을 설명하는 도면.8 is a view for explaining a method for synthesizing a parallel output by a multiplexing method according to the present invention.

제 9 도는 본 발며에 따른 디지털 주파수 합성기를 시뮬레이션하여 얻은 사인롬 1의 출력단과 최종단의 출력 파형도.9 is an output waveform diagram of an output terminal and a final terminal of sinerom 1 obtained by simulating a digital frequency synthesizer according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

201, 501 : 프리스큐(Pre-Slew) 래치201, 501: Pre-Slew Latches

202 : 주파수 레지스터 203 : 위상가산기202: frequency register 203: phase adder

204 : 위상레지스터 205 : 잡음성형기204: phase register 205: noise molding machine

206, 511~514 : 디스큐(De-Skew) 래치206, 511-514: De-Skew Latch

207, 515~518 : 사인 롬(ROM)207, 515-518: Sign ROM (ROM)

208 : 디지털/아날로그 변환기 209 : 저역통과필터208 digital-to-analog converter 209 low-pass filter

502 : 주파수 조정 워드 발생기503~506 : 위상누산기502: frequency adjustment word generator 503 to 506: phase accumulator

507~510 : 덧셈기519 : 먹스507 ~ 510: Adder 519: mux

본 발명은 직접 디지털 주파수 합성기(Direct Digital Frequency Synthesizer)에 관한 것으로 특히, 통상의 저전력 CMOS소자로 제작된 직접 디지털 주파수 합성기의 단저인 낮은 출력 주파수를 개선하여 고속 동작의 높은 출력 주파수를 얻을 수 있도록 구성한 직접 디지털 주파수 합성기에 관한 것이다.The present invention relates to a direct digital frequency synthesizer (Direct Digital Frequency Synthesizer), in particular, to improve the low output frequency of the direct digital frequency synthesizer made of a conventional low power CMOS device is configured to obtain a high output frequency of high-speed operation Relates directly to a digital frequency synthesizer.

직접 디지털 주파수 합성기란 주파수 입력 레지스터에 주파수 조정 2진 데이터 워드값(Binary Data Word)을 입력하면 이 2진 데이터 워드값에 해당되는 주파수가 출력되는 디지털 신호 발생장치를 말한다.The direct digital frequency synthesizer is a digital signal generator that outputs a frequency corresponding to the binary data word value when a frequency adjusted binary data word is input to the frequency input register.

제 1 도는 종래의 직접 디지털 주파수 합성기의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional direct digital frequency synthesizer.

계수형 발진기(NCO)를 모체로 한 위상누산기(Phase Accumulator)(102)에 2진 데이터값이 입력되면 클럭 주파수에 따라 가산되며, 위상누산기의 출력값이 다시 돌아와(Feedback)원래의 값과 다시 가산되어, 출력신호의 위상값을 계수하고, 이에 따라 생성된 주소비트(Address Bit)를 사인롬(Sine ROM)(104)에 입력시켜 정현파형(Sinusoidal Waveform)을 나타내는 일련의 데이터 값이 출력되며, 이 출력값이 디지틀 아날로그 변환기(D/A Converter)(105)를 통과하면 양자화된 계단파형(Quantized Sinusoid)을 얻게 된다.When a binary data value is input to a phase accumulator 102 based on a numerical oscillator (NCO), it is added according to the clock frequency, and the output value of the phase accumulator is fed back and added back to the original value. And counting the phase value of the output signal, inputting the generated address bit into the sine ROM 104, and outputting a series of data values representing a sinusoidal waveform. When this output passes through a digital analog converter (D / A Converter) 105, a quantized quantized waveform is obtained.

최종 출력단에서 정현파(Sine Wave)를 얻기 위해서 고주파 성분을 제거시키는 저역 통과 필터(Low Pass Filter)(106)를 다시 거쳐야만 한다. 한편 직접 디지털 주파수 합성기에서 얻는 출력 주파수, F0는, F0=K×FCLK/2N의 관계식에서 계산할 수 있으며, 최대 합성 주파수는 사용하는 클럭 주파수의 약 1/4에 불과하다.In order to obtain a sine wave at the final output stage, a low pass filter 106 that removes high frequency components has to be passed again. On the other hand, the output frequency, F0, obtained directly from the digital frequency synthesizer can be calculated from the relationship of F0 = K × FCLK / 2N, and the maximum synthesized frequency is only about 1/4 of the clock frequency used.

위 관계식중 K는 주파수 조정 워드, N는 위상누산기의 비트수, FCLK은 클럭 주파수를 각각 나타낸다.In the above relation, K denotes a frequency adjustment word, N denotes the number of bits of the phase accumulator, and FCLK denotes a clock frequency.

따라서, 높은 합성 주파수 출력을 얻기 위해서는 동작 주파수인 클럭 주파수를 높히거나, 위상 가산속도와 출력 효율을 높일 수 있도록 회로 구성 방법을 달리하여야 한다.Therefore, in order to obtain a high synthesized frequency output, the circuit configuration method must be changed to increase the clock frequency, which is an operating frequency, or to increase the phase addition speed and the output efficiency.

종래의 직접 디지털 주파수합성기에서의 위상 누산기의 출력중 상위비트만 사인 룩업 테이블의 어드레스비트(Address Bit)로 사용하는데, 이로인한 위상 트렁케이션(Phase Trumcation)과 한정된 사인롬의 크기 즉, 한정된 샘플링(Sampling)데이타로 인한 진폭 트렁케이션(Amplitude Truncation)잡음이 발생한다.Only the upper bits of the output of the phase accumulator in the conventional direct digital frequency synthesizer are used as the address bits of the sine lookup table. This results in phase truncation and limited sinerom size, that is, limited sampling ( Amplitude Truncation noise due to Sampling data is generated.

또한, 사인롬제2도.(4)에서의 샘플링으로 인한 이산형 고조파 성분과 백색잡음(White Noise)이 발생하여 혼변조 성분이 초래되었다.In addition, discrete harmonic components and white noise were generated due to sampling in Sinerom 2, (4), resulting in intermodulation components.

이러한 현상을 제거하기 위하여 종래의 장치에서는 위상 누산기의 출력 전부를 사인롬의 어드레스 비트로 사용하고 사인롬의 롬(ROM)사이즈를 늘려서 위상 트렁케이션을 감소시키는 진폭 양자화(Amplitude Quantization)방법으로 출력 잡음을 개선했지만, 어드레스 비트수의 제곱의 지수 함수적으로 중가하는 많은 양의 출력 저장(ROM) 데이터가 요구되었기 때문에 주파수 합성기의 칩(Chip) 크기가 커지는 단점이 있었다.In order to eliminate this phenomenon, the conventional apparatus uses all of the outputs of the phase accumulator as the address bits of the sinerom and output noise by an amplitude quantization method of reducing the phase truncation by increasing the rom of the sinerom. Although improved, a large amount of output storage (ROM) data, which is exponentially weighted by the square of the address bits, was required, resulting in a large chip size of the frequency synthesizer.

또한 높은 안정도와 고해상도의 정현파를 발생시키기 위해서 위상누산기의 모든 출력비트를 사인 룩업 테이블의 어드레스 비트로 사용할 경우에도 발생하는 진성(Intrinsic) 위상 트렁케이션 및 진폭 양자화(Amplitude Quantization)로 인한 백색 잡음(White Noise)과 스프리어스 잡음(Spurious Noise)등을 제거하는 것이 불가능하여 주파수 합성기능이 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, white noise due to intrinsic phase truncation and amplitude quantization generated even when all output bits of the phase accumulator are used as address bits of a sine lookup table to generate high stability and high resolution sine wave. ) And spurious noise cannot be removed, resulting in a poor frequency synthesis function.

또한, 클럭 주파수의 1/4에 불과하는 합성 주파수를 얻을 수 있기 때문에 저전력 CMOS기술을 사용한 통상의 회로 구성인 경우에는 20MHz이상의 높은 출력 주파수 합성기로서는 부적당하다.In addition, since a synthesized frequency of only 1/4 of a clock frequency can be obtained, it is not suitable for a high output frequency synthesizer of 20 MHz or more in a conventional circuit configuration using low power CMOS technology.

따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하여, 높은 주파수(50MHz이상) 합성이 가능하고, 주파수 해상도 및 위상과 주파수의 안정도를 향상시킬 수 있으며, 주파수합성기의 디바이스 침(Chip) 크기를 줄여서, 오늘날 이동통신 기기의 주파수 합성장치에 적합한 개선된 디지털 주파수 합성기를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention improves the above-described problems, it is possible to synthesize a high frequency (50MHz or more), improve the frequency resolution and stability of the phase and frequency, by reducing the device chip size of the frequency synthesizer, The objective is to provide an improved digital frequency synthesizer suitable for the frequency synthesizer of today's mobile communication devices.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 종래의 직접 디지털 주파수 합성기에 파이프라인 구조의 위상누산기를 병렬연결하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the present invention is characterized in that it is configured by connecting a phase accumulator in parallel to the conventional direct digital frequency synthesizer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

제 2 도는 본 발명의 일실시예에 따른 직접 디지털 주파수 합성기의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a direct digital frequency synthesizer according to an embodiment of the present invention.

제 2 도에 도시된 바와 같이, 파이프라인 구조의 NCO형 위상누산기와 사인롬 사이에 또다른 형태의 파이프라인 구조의 NCO형 위상누산기 형태인 잡음정형기가 삽입된 것이 제 1 도에 도시된 종래의 직접 디지털 주파수 합성기와 다른 점이다.As shown in FIG. 2, a noise corrector in the form of another type of pipeline structure NCO type phase accumulator is inserted between the pipeline structure NCO type phase accumulator and sinomrom. This is different from a direct digital frequency synthesizer.

상기 위상누산기의 출력중 하위 비트 일부를 필터링시켜 줄인 후, 이 하위 비트가 필터링된 출력을 상기 잡음정형기로 통과시켜, 그 출력 비트를 사인롬의 어드레스 비트로 사용케함으로서, 사인롬 내부에서의 저장된 샘플링 데이터 양을 줄이고, 샘플링 데이터의 툴력 간격을 길게하는 오버샘플링(Over-Sampling)방법을 적용하는 통상의 디지털 신호 발생기에서 위상 트렁케이션(Phase Truncation)으로 인해 발생되는 출력 스펙트럼으로 나타나는 백색잡음과 스프리어스 잡음(Spurious Noise)을 최소화함과 동시에, 고속 처리가 가능하다.The lower bit of the output of the phase accumulator is reduced, and then the lower bit passes the filtered output to the noise corrector to use the output bit as the address bit of the sine ROM, thereby storing the stored sampling in the sine ROM. White noise and spurious appearing in the output spectrum generated by phase truncation in a conventional digital signal generator that uses an oversampling method that reduces the amount of data and lengthens the tooling interval of sampling data. High speed processing is possible while minimizing spurious noise.

제 3 도는 본 발명에 따른 직접 디지털 주파수 합성기에 사용되는 잡음 성형기의 구성도로서, 파이프라인 구조의 NCO형 위상누산기가 다수 개 연결된 구조를 도시하고 있다.3 is a block diagram of a noise shaper used in a direct digital frequency synthesizer according to the present invention, and shows a structure in which a plurality of NCO type phase accumulators of a pipeline structure are connected.

제 4 도는 본 발명에서 사용하는 위상가산기의 구조도로서, 파이프라인구조를 도시하고 있다.4 is a structural diagram of a phase adder used in the present invention, showing a pipeline structure.

제 5 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 디지털 주파수 함성기의 불록 구성도이다.5 is a block diagram of a direct digital frequency synthesizer according to a second embodiment of the present invention.

주파수조정 워드 발생기(502)에서 클럭4(클럭1의 4배 주기에 해당)에 동기된 FCWD0, FCWD1, FCWD2, FCWD3와 4*FCW인 주파수 조정 원드를 각각 발생시켜 디지털 주파수 합성기의 중간단인 덧셈기와 위상가산기의 제어 입력으로 사용한다.Frequency adjusting word generator 502 generates FCWD0, FCWD1, FCWD2, FCWD3 and 4 * FCW, respectively, which are synchronized to clock 4 (corresponding to 4 times the period of clock 1) to add the intermediate frequency of the digital frequency synthesizer. It is used as control input of and phase adder.

여기에서, FCWD0, FCWD1, FCWD2, FCWD3와 4*FCW은 주파수 조정 워드들로서 각가 0클럭 (클럭4의 주기에 해당), 1클럭, 2클럭, 3클럭, 4클럭 만큼 지연된 것을 의미한다.Here, FCWD0, FCWD1, FCWD2, FCWD3 and 4 * FCW are frequency adjustment words, meaning that the clocks are delayed by 0 clock (corresponding to the period of clock 4), 1 clock, 2 clocks, 3 clocks, and 4 clocks.

따라서, 4단으로 병렬 연결한 새로운 디지털 주파수 합성기들의 사인롬 각각의 출력이 클럭4를 기준으로한 1주기, 2주기, 3주기와 4주기만큼 각각 지연되도록 구성할 수 있고 이들을 다시 4:1 Mux에서 다중화한다.Therefore, the output of each of the sineroms of the new digital frequency synthesizers connected in parallel in four stages can be configured to be delayed by one, two, three, and four cycles based on the clock 4, which is again 4: 1 Mux Multiplex from

제 6 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 4:1 먹스의 블록 구성도이다.6 is a block diagram of a 4: 1 mux according to a second embodiment of the present invention.

클럭과 선택신호들을 이용한 다중화 방법으로 결합 출력 효율이 4배인 단일 출력을 발생한다.Multiplexing using clock and select signals produces a single output with four times the combined output efficiency.

제 7 도는 상기 먹스에서의 클럭과 선택 신호의 파형도이고, 제 8 도는 상기 먹스에서의 최종 출력단의 파형도이다.7 is a waveform diagram of a clock and a selection signal in the mux, and FIG. 8 is a waveform diagram of a final output terminal in the mux.

제 8 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직접 디지털 주파수 합성기에 대해 시뮬레이션한 결과의 파형도이다.8 is a waveform diagram of simulation results of a direct digital frequency synthesizer according to a second embodiment of the present invention.

제 8 도와 관련하여 상기 먹스의 출력 결과의 주기가 4배 빨라짐을 알 수 있다.In relation to the eighth degree, it can be seen that the period of the output result of the mux is four times faster.

먼저, 각각의 2진 데이터 값이 입력되면 프리스큐 래치(Pre-Skew Latch)를 거쳐 주파수 조정 원드 발생기(502)에 도달하고, 4클럭 지연된 4FCW인 주파수 조정 워드가 발생하여 4단의 병렬 구조로 연결된 파이프라인 구조의 NCO형 위상누산기(503 내지 506)에 각각 전달된다.First, when each binary data value is input, the frequency adjustment word generator 502 is reached through a pre-skew latch, and a frequency adjustment word of 4 clock delayed 4 FCW is generated to form a 4-stage parallel structure. The NCO type phase accumulators 503 to 506 of the connected pipeline structure are respectively delivered.

위상누산기에서는 입력된 데이터가 클럭 주파수에 따라 가산되며 가산된 출력값이 다시 돌아와(Feedback) 원래의 값과 다시 가산되어 출력 신호의 위상값을 계수한 후 m개의 출력을 잡음정형기에 보낸다.In the phase accumulator, the input data is added according to the clock frequency, and the added output value is fed back to the original value, counts the phase value of the output signal, and then sends m outputs to the noise shaper.

잡음정형기에서는 필요로 하는 비트수 이외에 하위 비트가 잡음 정형기의 입력으로 궤환(Feedback)되어 다시 계수되며, 잡음 정형기 내부의 가산기에서는 캐리비트(Carry Bit)를 발생시켜 사인롬(515 내지 518)에 입력되는 잡음 정형기의 가산기 출력값을 보정한다.In addition to the number of bits required by the noise modifier, the lower bits are fed back to the input of the noise modifier and counted again.In the adder inside the noise modifier, a carry bit is generated to be input to the sinroms 515 to 518. Correct the adder output of the noise shaper.

즉, 잡음 정형기내의 가산기는 사인롬에서 요구하는 개수 만큼의 상위 비트 출력값을 사인롬에 입력시키고, 나머지 하위 비트 출력값은 필터링 역할을 하는 잡음정형기에 다시 입력시켜 출력값을 궤환시킨다.That is, the adder in the noise shaper inputs as many high-bit output values as required by the sine ROM into the sine ROM, and the remaining low-bit output values are input again to the noise shaper serving as a filtering function to feed back the output values.

사인롬에서는 입력된 비트 수만큼 샘플링하여 결정된 일련의 파형 정보 데이터 비트를 4:1 Mux(519)에 출력시킨다.In the sine ROM, a series of waveform information data bits determined by sampling the number of input bits is output to the 4: 1 mux 519.

상기한 기능 동작이 병렬로 구성된 위상가산기들 내부에서 동시에 발생하며, 위상 지연값은 주파수 조정 워드에서 생성된 FCWD0, FCWD1, FCWD2와 FCWD3 신호들에 의해서 각각 제어된다.The above functional operation occurs simultaneously in parallel phase adders configured in parallel, and the phase delay value is controlled by the FCWD0, FCWD1, FCWD2 and FCWD3 signals generated in the frequency adjustment word, respectively.

상기한 먹스에는 제 5 도에 도시된 바와 같이 4단의 사인롬 출력들이 한 클럭씩 지연되어 병렬로 도달하는데 이 출력들을 클러 주기가 1/4로 줄어든 일련의 단일 파형정보 데이터비트로 재구성하여 출력시킨다.In the MUX, as shown in FIG. 5, four sine-ROM outputs are delayed by one clock and arrive in parallel. The outputs are reconfigured and output as a series of single waveform information data bits with a clock cycle reduced to 1/4. .

이 출력 비트가 디지털-아날로그 변환기와 저역통과 여파기를 통과하여 정현파 출력을 발생시키게 된다.This output bit passes through the digital-to-analog converter and the lowpass filter to produce a sinusoidal output.

한편, 상기한 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예는 파이프라인 구조의 NCO형 위상누산기 형태인 잡음정형기를 1단만 삽입하여 구성한 것이나, 같은 형태의 잡음정형기를 다단으로 구성하게 되면 보다 더 개선된 주파수 특성을 얻을 수 있다.On the other hand, the first embodiment or the second embodiment of the present invention described above is configured by inserting only one stage of a noise corrector in the form of an NCO type phase accumulator in a pipeline structure, but when the same type of noise corrector is configured in multiple stages, Improved frequency characteristics can be obtained.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.The effects of the present invention configured as described above are as follows.

첫째, 동작 속도면에서는 높은 처리 속도를 갖는다.First, it has a high processing speed in terms of operating speed.

둘째, 파이프라인 구조의 NCO형 위상 누산기를 사용하여 클럭 속도와 관계없이 누산 속도를 크게 개선하여, 통상의 직접 디지털 주파수 합성기보다도 수배 이상의 합성 주파수를 얻을 수 있다.Second, by using the pipelined NCO type phase accumulator, the accumulation speed is greatly improved regardless of the clock speed, and thus a synthesis frequency several times higher than that of a conventional direct digital frequency synthesizer can be obtained.

셋째, 저전력형 CMOS기술로 직접회로화할 경우 전력 소모면에서 뿐만 아니라 칩 면적에서도 기존의 CMOS디지탈 디바이스의 칩 크기를 줄일 수 있어 소형화와 저전력화가 가능하다.Third, in case of direct circuit with low-power CMOS technology, chip size of existing CMOS digital devices can be reduced not only in terms of power consumption but also in chip area, enabling miniaturization and low power.

넷째, 나노(nano) 초 정도의 빠른 스위칭 스피드(Switching Speed)와 고해상도 주파수 특성을 가지므로 단독으로 시스템의 주파수 합성기에 활용할 수 있다.Fourth, since it has a fast switching speed and high-resolution frequency characteristics of about nanoseconds, it can be used alone in the frequency synthesizer of the system.

다섯째, 통상의 직접 디지털 주파수 합성기의 장점과 저잡음과 고안정성 광대역 주파수 특성을 갖는 위상동기루프(Phase-locked Loop)주파수합성기의 장점을 함께 이용한 혼합형 주파수 합성기에 활용할 수 있다.Fifth, it can be utilized in a hybrid frequency synthesizer using the advantages of a conventional direct digital frequency synthesizer and the advantages of a phase-locked loop frequency synthesizer having low noise and high stability broadband frequency characteristics.

Claims (7)

주파수 조정 입력을 입력받는 입력단; 상기 입력단과 연결되며, 시스템 클락에 응하여 주파수 조정입력을 저장하는 프리스큐 래치(Pre-Skew Latch); 상기한 프리스큐 래치가 일 입력부와 연결되고, 상기한 프리스큐 래치를 통해 입력된 주파수 조정 입력이 시스템 클락에 응하여 가산되므로 출력신호의 위상값을 계수하는, 파이프라인 구조의 NCO형 위상가산기: 및 상기 위상가산기의 출력부에 입력부가 연결되며, 소정의 상위바이트는 출력하고 그외의 하위 비트는 상기 위상가산기의 다른 입력부에 출력하는 위상레지스터로 구성된 위상누산기; 상기 위상누산기의 출력부에 입력부가 연결되며, 소정의 상위 비트는 출력하고, 나머지 하위비트는 입력부로 다시 궤환되어 필터링 역할을 하는 잡음성형기; 상기 잡음성형기의 출력부에 입력부가 연결되며, 상기 잡음성형기를 구성하는 다수개의 전가산기 사이의 동기를 맞추기 위하여 상기 잡음성형기의 출력을 저장하는 디스큐 래치(De-Skew Latch); 상기 디스큐 래치의 출력부에 입력부가 연결되며, 상기 디스큐 래치를 통해 입력된 비트 수 만큼 샘플링하여 결정된 일련의 파형정보 데이터비트를 출력하는 사인 롬; 상기 사인 롬의 출력부에 입력부가 연결되며, 상기 사인 롬에서 출력된 파형정보 데이터비트를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기; 및 상기 디지털/아날로그 변환기의 출력부에 입력부가 연결되며, 상기 디지털/아날로그 변환기로부터 출력되는 아날로그 신호를 입력받아 고주파를 제거하여 정현파를 출력하는 저역통과필터로 구성된 것을 특징으로 하는 직접 디지털 주파수 합성기.An input for receiving a frequency adjustment input; A pre-skew latch connected to the input terminal and storing a frequency adjustment input in response to a system clock; A pipeline structure NCO type phase adder connected to one input unit and counting a phase value of an output signal because a frequency adjustment input input through the preskew latch is added in response to a system clock; and A phase accumulator comprising a phase register coupled to an input of an output of the phase adder, outputting a predetermined upper byte and outputting other lower bits to another input of the phase adder; An noise molding machine connected to an input of an output of the phase accumulator, outputting predetermined upper bits, and remaining lower bits fed back to the input unit to perform a filtering function; An input unit connected to an output of the noise molding machine and configured to store an output of the noise molding machine for synchronizing with a plurality of full adders constituting the noise molding machine (De-Skew Latch); An input connected to an output of the deskew latch and configured to output a series of waveform information data bits determined by sampling the number of bits inputted through the deskew latch; An input unit connected to an output of the sine ROM and converting the waveform information data bits outputted from the sine ROM into an analog signal; And a low pass filter connected to an output of the digital / analog converter, the low pass filter outputting a sine wave by receiving an analog signal output from the digital / analog converter and removing a high frequency wave. 제 1 항에 있어서, 상기 잡음 성형기는 위상가산기와 위상레지스터로 구성된 위상누산기가 다수개 직렬로 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 직접 디지털 주파수 합성기.The direct digital frequency synthesizer of claim 1, wherein the noise shaper is formed by connecting a plurality of phase accumulators comprising a phase adder and a phase register in series. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 위상가산기는 파이프라인 구조인 것을 특징으로 하는 직접 디지털 주파수 합성기.3. The direct digital frequency synthesizer of claim 1 or 2, wherein the phase adder is a pipeline structure. 주파수 조정 입력을 입력받는 입력단; 상기 입력단과 연결되며, 시스템 클락에 응하여 주파수 조정 입력을 저장하는 프리스큐 래치(Pre-Skew Latch); 상기 프리스큐 래치의 출력부에 입력부가 연결되어 상기 주파수 조정 입력을 입력받으며, 시스템 클럭이 0클럭 지연된 FCDW0, 1클럭 지연된 FCDW1, 2클럭 지연된 FCDW2, 3클럭 지연된 FCDW3, 4클럭 지연된 4*FCW의 주파수 조정 워드를 발생하는 주파수 조정 워드 발생기; N개가 병렬로 연결된 위상누산기와 잡음성형기; 상기 잡음성형기의 출력부와 일 입력부가 연결되고 상기 주파수 조정 워드 발생기의 일출력부가 다른 입력부에 연결되며, 상기 잡음성형기의 출력과 상기 주파수 조정 워드(FCWDi, i=1 내지 4)를 가산하는 제 1 내지 제 4 덧셈기; 상기 덧셈기의 출력부에 입력부가 연결되며, 상기 잡음성형기를 구성하는 다수개의 전가산기 사이의 동기를 맞추기 위하여 상기 덧셈기의 출력을 저장하는 제 1 내지 제 4 디스큐래치(De-Skew Latch); 상기 디스큐 래치의 출력부에서 입력부가 연결되며, 상기 디스큐 래치를 통해 입력된 비트 수 만큼 샘플링하여 결정된 일련의 파형정보 데이터비트를 출력하는 제 1 내지 제 4 사인 롬; 상기 제 1 내지 제 4 사인롬의부터의 출력을 입력받아 다중화하므로 단일 신호로 출력하는 먹스; 상기 먹스의 출력부에 입력부가 연결되며, 상기 먹스에서 출력된 파형정보 데이터비트를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기; 및 상기 디지털/아날로그 변환기의 출력부에 입력부가 연결되며, 상기 디지털/아날로그 변환기로부터 출력되는 아날로그 신호를 입력방아 고주파를 제거하여 정현파를 출력하는 저역통과필터로 구성된 것을 특징으로 하는 직접 디지털 주파수 합성기.An input for receiving a frequency adjustment input; A pre-skew latch connected to the input terminal for storing a frequency adjustment input in response to a system clock; An input is connected to an output of the preskew latch to receive the frequency adjustment input, and a system clock of 0 clock delayed FCDW0, 1 clock delayed FCDW1, 2 clock delayed FCDW2, 3 clock delayed FCDW3, 4 clock delayed 4 * FCW A frequency tuned word generator for generating a frequency tuned word; A phase accumulator and a noise molding machine with N connected in parallel; An output unit of the noise molding machine and one input unit are connected, and one output unit of the frequency adjusting word generator is connected to another input unit, and an output unit of the noise molding machine and the frequency adjusting words FCWDi (i = 1 to 4) are added. 1 to 4 adders; An input unit connected to an output unit of the adder and configured to store outputs of the adder for synchronizing with a plurality of full adders constituting the noise molding machine (De-Skew Latch); An input unit connected to an output of the deskew latch and outputting a series of waveform information data bits determined by sampling the number of bits inputted through the deskew latch; A mux for receiving and outputting the output from the first to fourth sine-roms as a single signal; A digital-to-analog converter connected to an output of the mux and converting the waveform information data bits output from the mux into an analog signal; And a low pass filter connected to an output part of the digital / analog converter and outputting a sine wave by removing an input munde high frequency from the analog signal output from the digital / analog converter. 제 4 항에 있어서, 상기 위상누산기는 상기한 주파수 조정 워드 발생기로부터의 4*FCW이 시스템 클락에 응하여 가산되므로 출력신호의 위상값을 계수하는, 파이프라인 구조의 NCO형 위상가산기: 및 상기 위상가산기의 출력부에 입력부가 연결되며, 소정의 상위비트는 출력하고 그외의 하위비트는 상기 위상가산기의 다른 입력부로 궤환시키는 위상레지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 직접 디지털 주파수 합성기.5. The pipelined NCO type phase adder of claim 4, wherein the phase accumulator counts the phase value of the output signal since 4 * FCW from the frequency adjusted word generator is added in response to the system clock. And an input coupled to an output of the phase register, the predetermined upper bit being output and the other lower bits being composed of a phase register for feeding back to another input of the phase adder. 제 4 항에 있어서, 상기 잡음성형기는 상기 위상누산기의 출력부에 입력부가 연결되며, 소정의 상위비트는 출력하고, 나머지 하위비트는 입력부로 다시 궤환되어 필터링 작용을 하는 것을 특지응로 하는 직접 디지털 주파수 합성기.5. The direct digital according to claim 4, wherein the noise molding machine has an input connected to an output of the phase accumulator, outputs a predetermined upper bit, and the remaining lower bits are fed back to the input to perform a filtering function. Frequency synthesizer. 제 4 항에 있어서, 상기 잡음 성형기를 2단 이상으로 다단으로 구성된 것을 특징으로 하는 직접 디지털 주파수 합성기.5. The direct digital frequency synthesizer according to claim 4, wherein the noise shaping machine is composed of two or more stages.
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