KR100334125B1 - Digital frequency synthesizer with enhanced frequency spectrum - Google Patents

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KR100334125B1
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최승남
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홍승억
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전창오
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Abstract

개선된 주파수 스펙트럼 특성을 갖는 디지털 주파수 합성기가 개시된다. 샘플값이 빠지는 경우가 없고 또한 그 값이 급변하는 경우가 없도록 하기 위해 룩업테이블 메모리의 사인신호 0번지 값을 0이 아닌 sin 45도 값으로 바꾸어 대칭성을 이용한다. 사인과 코사인의 영(0)번지 룩업테이블의 샘플값을 이용해야 할 경우에는 로직 회로를 이용해서 외부적으로 사인의 경우 영(0)을 부여하고 코사인의 경우 최대값인 1을 강제적으로 부여한다. 이 방법에 따라 디지털 주파수 합성기를 구성하면 약간의 로직 회로가 추가되지만 스퓨리어스 잡음(spurious noise)을 줄여서 주파수 스펙트럼 특성을 개선할 수 있다.A digital frequency synthesizer with improved frequency spectrum characteristics is disclosed. In order to ensure that the sample value does not fall out and that the value does not change suddenly, the symmetry is used by changing the value of sin signal 0 of the lookup table memory to a sin 45 degree value rather than 0. If you need to use the sample values of the zero address lookup table of sine and cosine, use logic circuit to externally assign zero for sine and 1 for cosine. . Configuring the digital frequency synthesizer in this way adds a bit of logic circuitry, but it can improve frequency spectrum characteristics by reducing spurious noise.

Description

개선된 주파수 스펙트럼 특성을 갖는 디지털 주파수 합성기 {DIGITAL FREQUENCY SYNTHESIZER WITH ENHANCED FREQUENCY SPECTRUM}Digital Frequency Synthesizer with Improved Frequency Spectrum Characteristics {DIGITAL FREQUENCY SYNTHESIZER WITH ENHANCED FREQUENCY SPECTRUM}

본 발명은 디지털 통신에 관한 것으로서 보다 상세하게는 개선된 주파수 스펙트럼 특성을 갖는 디지털 주파수 합성기에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to digital communications, and more particularly to digital frequency synthesizers with improved frequency spectrum characteristics.

디지털 주파수 합성기는 디지털 통신에서 다양하게 응용되어 쓰이고 있다. 요구되는 특성으로는 넓은 주파수 대역폭, 높은 주파수 해상도, 빠른 스위칭 속도, 그리고 좋은 주파수 스펙트럼 특성 등이다.Digital frequency synthesizers are used in various applications in digital communications. Characteristics required include wide frequency bandwidth, high frequency resolution, fast switching speed, and good frequency spectrum characteristics.

통신 모뎀의 변/복조부에는 주파수 합성기가 포함된다. 주파수 합성기에 오랫동안 사용되었던 위상 동기 루프 방식은 스퓨리어스 잡음(spurious noise)이 작으나, 주파수 해상도가 높을수록 위상 잡음이 증가하며 새로운 주파수로의 스위칭 속도가 느리다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완한 것이 직접 디지털 합성 방식인 수치제어발진기(Numerically Controlled Oscillator: 이하 'NCO'라 함) 이다. 이 방식은 저렴하게 높은 주파수 해상도를 얻을 수 있고 스위칭 속도가 빠르며 위상 잡음이 크다. 또한, 요구되는 클럭의 속도가 빠르므로 전력 소모가 커지게 된다. 따라서 저전력이면서 클럭의 속도를 높여 넓은 주파수 대역폭을 얻는 것이 중요하다.The modulator / demodulator of the communication modem includes a frequency synthesizer. The phase locked loop method, which has been used for a long time in frequency synthesizers, has a low spurious noise, but the disadvantage is that the higher the frequency resolution, the higher the phase noise and the slower the switching speed to the new frequency. Compensating this disadvantage is the Numerically Controlled Oscillator (NCO), which is a direct digital synthesis method. This approach provides a low cost, high frequency resolution, fast switching speed, and high phase noise. In addition, since the required clock speed is fast, power consumption is increased. Therefore, it is important to increase the clock speed while getting low power to obtain a wide frequency bandwidth.

도 1은 NCO 블록 다이어그램과 신호 흐름을 나타낸다. 입력되는 주파수제어워드(frequency control word: 이하 'FCW'라 함)는 출력주파수를 조절하며, j비트 위상 누적기(10)에 누적되면서 오버플로우가 생기면 2j모듈 연산이 된다. 위상누적기(10)의 출력 위상은 룩업테이블(20)에 저장된 사인 신호의 크기와 1:1 대응을 이루어 위상에 해당되는 크기를 출력하고 디지털/아날로그 변환기(30)와 필터(40)를 거쳐 최종적으로 아날로그 신호가 만들어진다.1 shows an NCO block diagram and signal flow. The input frequency control word (hereinafter referred to as 'FCW') adjusts the output frequency, and accumulates in the j-bit phase accumulator 10 and overflows, resulting in a 2 j module operation. The output phase of the phase accumulator 10 corresponds to the magnitude of the sine signal stored in the lookup table 20, outputs the magnitude corresponding to the phase, and passes through the digital / analog converter 30 and the filter 40. Finally an analog signal is produced.

룩업테이블(20)은 ROM으로 구현되므로 복잡성을 줄이고 메모리 엑세스 시간을 빠르게 하기 위해서는 크기를 최소로 해야 한다. 아래 식 (1)은 NCO의 출력 주파수를 결정하는 식이고 식 (2)는 주파수 해상도를 나타낸다.Since the lookup table 20 is implemented in ROM, the size of the lookup table 20 should be minimized in order to reduce complexity and speed up memory access time. Equation (1) below determines the output frequency of the NCO, and Equation (2) shows the frequency resolution.

fout= FCW·fclk/2j f out = FCW f clk / 2 j

Δf = fclk/2j Δf = f clk / 2 j

그러므로 출력 주파수(fout)의 대역폭을 넓히려면 클럭 주파수(fclk)를 높여야 하고, 주파수 해상도를 높이려면 위상누적기(10)의 비트수를 늘려야 한다. NCO의 출력주파수는 클럭주파수의 50% 까지 가능하지만, 필터링이 어렵기 때문에 실제로는 약 40%로 출력 주파수가 제한된다.Therefore, to increase the bandwidth of the output frequency f out , the clock frequency f clk must be increased, and to increase the frequency resolution, the number of bits of the phase accumulator 10 must be increased. The output frequency of the NCO can be up to 50% of the clock frequency, but since the filtering is difficult, the output frequency is actually limited to about 40%.

실제 NCO 블록의 대부분은 ROM이 차지하기 때문에 룩업테이블(20)의 크기를 최대한 줄이는 것이 효과적이다. 90도 룩업테이블을 이용해 NCO를 구현하는 방법도있지만, 45도 룩업테이블을 이용함으로써 하드웨어 양을 훨씬 줄일 수가 있다. 즉 사인 신호의 0부터 45도까지의 크기 정보, 코사인 신호의 0부터 45도까지의 크기 정보를 룩업테이블(20)에 저장하여 전체 360도 신호를 생성하는 데 이용하는 것이다.Since most of the actual NCO block is occupied by the ROM, it is effective to reduce the size of the lookup table 20 as much as possible. There are also ways to implement an NCO using a 90 degree lookup table, but using a 45 degree lookup table can significantly reduce the amount of hardware. That is, the magnitude information of 0 to 45 degrees of the sine signal and the magnitude information of 0 to 45 degrees of the cosine signal are stored in the look-up table 20 and used to generate a full 360 degree signal.

도 2는 사인 신호와 코사인 신호의 생성 방법을 보여준다. 사인 신호의 경우 A와 C 영역의 샘플들이 룩업테이블에 저장되고 나머지 영역의 샘플들은 대칭성과 인버팅 성질을 이용하여 얻을 수 있다. 위상누적기(10)의 N 비트 출력 중 최상위 3비트 p[N-1,N-2,N-3]로 각 영역을 구분하고 룩업테이블의 내용을 대칭(mirroring)시킬 것인가 혹은 인버팅(inverting)시킬 것인가를 결정한다. 대칭성의 여부는 p[N-3]로 결정하고, 인버팅의 여부는 p[N-1]으로 결정한다. 그리고 A, D, E 및 H 영역은 사인의 룩업테이블을 사용하고 B, C, F 및 G 영역은 코사인의 룩업테이블을 사용한다. 이는 p[N-2]와 p[N-3]의 exclusive-OR로 결정된다.2 shows a method of generating a sine signal and a cosine signal. In the case of a sine signal, samples of the A and C regions are stored in a lookup table, and samples of the remaining regions can be obtained using symmetry and inverting properties. Among the N bit outputs of the phase accumulator 10, the most significant three bits p [N-1, N-2, N-3] are used to divide each area and mirror or invert the contents of the lookup table. Decide if you want to Symmetry is determined by p [N-3] and inverting is determined by p [N-1]. The A, D, E and H regions use sine lookup tables, and the B, C, F and G regions use cosine lookup tables. This is determined by the exclusive-OR of p [N-2] and p [N-3].

코사인 신호의 경우, 대칭성의 여부는 사인과 동일하고 인버팅의 여부는 p[N-1]과 p[N-2]의 exclusive-OR로 결정된다. A, D, E 및 H 영역은 코사인의 룩업테이블을 사용하고 B, C, F 및 G 영역은 사인의 룩업테이블을 사용한다. 이것 역시 p[N-2]와 p[N-3]의 exclusive-OR로 결정된다.In the case of the cosine signal, the symmetry is the same as the sine and the inverting is determined by the exclusive-OR of p [N-1] and p [N-2]. The A, D, E and H regions use cosine lookup tables and the B, C, F and G regions use sine lookup tables. This is also determined by the exclusive-OR of p [N-2] and p [N-3].

디지털 주파수 합성기인 NCO를 구현할 때, 룩업테이블을 구현하는 롬(ROM)의 크기를 줄일 수 있는 효과 때문에, 사인 코사인 룩업테이블은 0~45도까지의 내용을 저장하여 이 정보를 가지고 360도의 나머지 영역을 표현하는 방식이 일반적으로 이용되고 있다. p[N-1], p[N-2], p[N-3]은 각각의 영역을 구분하는 역할을 하고 그에따라 룩업테이블의 내용을 대칭시킬 것인가(mirroring) 부호를 반대로 할 것인가(inverting)를 결정하게 된다.When implementing NCO, a digital frequency synthesizer, the sine cosine lookup table stores the contents from 0 to 45 degrees because of the effect of reducing the size of the ROM that implements the lookup table. The way of expressing is commonly used. p [N-1], p [N-2], and p [N-3] serve to distinguish each area and accordingly mirror the contents of the lookup table or invert the sign. ).

도 3은 사인 신호를 자세히 살펴 본 것인데, x점을 기준으로 대칭성을 이용하여 NCO를 구현하는 방식은 흰 원으로 표시된 정현파의 중간부분의 샘플이 빠지게 되어 신호의 불연속성이 일어나 스퓨리어스 잡음의 증가를 가져오는 문제가 있다. 불연속성이 생기는 이유는 실제 사인의 룩업테이블은 1/8상한(50a)의 0도~44도 위상에 대해서만 마련되어 있고, 코사인의 룩업테이블 또한, 3/8상한(50b)의 90도~134도 위상에 대해서만 마련되어 있기 때문이다. 즉, 45도와 135도에 관한 데이터를 룩업테이블에 마련하고 있지 않는 것은 이를 포함할 경우 밀러링과 인버팅 간의 충돌이 발생하기 때문이다.FIG. 3 illustrates the sine signal in detail. In the method of implementing NCO using symmetry based on the x point, the sample of the middle portion of the sinusoid indicated by the white circle is dropped, resulting in discontinuity of the signal resulting in an increase in spurious noise. There is a problem coming. The reason for the discontinuity is that the actual sine lookup table is provided only for the 0 degrees to 44 degrees phase of the 1/8 upper limit 50a, and the cosine lookup table is also 90 to 134 degrees phase of the 3/8 upper limit 50b. This is because it is provided only for. That is, the data about 45 degrees and 135 degrees are not provided in the lookup table because the collision between the mirroring and the inverting occurs.

그래서 도 4에 도시된 기존의 방법처럼, 대칭되는 점 x의 위치를 바꾸면, 완전 대칭이 되어 샘플이 빠지는 문제는 해결할 수 있다. 그러나, 45도 및 135도를 전후로 하여 값이 갑자기 변하는 현상이 나타나게 된다. 따라서, 1/8상한(60a)과 2/8상한(60b) 사이, 3/8상한(60c)과 4/8상한(60d) 사이, 5/8상한(60e)과 6/8상한(60f) 사이, 그리고 7/8상한(60g)과 8/8상한(60h) 사이에서 샘플링 함수값의 급변이 발생하여 주파수 스펙트럼 특성에 나쁜 영향을 미친다. 직접 디지털 합성 방식인 NCO에 대한 성능 평가의 기준은 스퓨리어스 잡음의 크기가 되는데, 위와 같이 정현파의 중간에 샘플이 빠지게 되어 완전한 정현파를 이루지 못하면 주파수 스펙트럼에서 스퓨리어스 잡음을 증가시키는 결과를 가져오게 된다.Thus, as in the conventional method illustrated in FIG. 4, if the position of the symmetric point x is changed, the problem of missing the sample due to perfect symmetry can be solved. However, the phenomenon that the value suddenly changes around 45 degrees and 135 degrees appears. Therefore, between 1/8 upper limit 60a and 2/8 upper limit 60b, between 3/8 upper limit 60c and 4/8 upper limit 60d, 5/8 upper limit 60e and 6/8 upper limit (60f). ) And between 7/8 upper limit (60g) and 8/8 upper limit (60h), a sudden change in the sampling function value occurs, which adversely affects the frequency spectrum characteristics. The performance criterion for NCO, a direct digital synthesis method, is the amount of spurious noise. If the sample is dropped in the middle of the sine wave, the result is an increase in the spurious noise in the frequency spectrum.

본 발명은 샘플의 누락이나 급변이 없도록 룩업테이블의 내용을 수정하여 이상적인 정현파를 발생하도록 하므로써 스퓨리어스 잡음을 줄여 NCO의 주파수 스펙트럼 특성을 개선할 수 있는 NCO를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an NCO that can improve the frequency spectrum characteristics of the NCO by reducing spurious noise by modifying the contents of the lookup table so that there are no missing or sudden changes of samples.

도 1은 수치제어발진기(NCO)의 구성을 도시한 블록도를 신호흐름과 함께 도시한다.Figure 1 shows a block diagram showing the configuration of a numerically controlled oscillator (NCO) with signal flow.

도 2는 360도 위상을 8개의 상한으로 구분하여 미러링과 인버팅을 이용하여 사인 및 코사인 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for describing a method of generating sine and cosine signals using mirroring and inverting by dividing a 360 degree phase into eight upper limits.

도 3은 불완전한 대칭에 의해 신호의 불연속성이 발생하는 문제를 갖는 종래의 사인신호 생성방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional method of generating a sinusoidal signal having a problem that signal discontinuity occurs due to incomplete symmetry.

도 4는 샘플값의 급변구간이 있어 스퓨리어스 잡음을 발생하는 문제를 갖는 종래의 사인신호 생성방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram illustrating a conventional sinusoidal signal generating method having a problem of generating spurious noise due to a sudden change section of a sample value.

도 5는 본 발명에 따른 사인신호 생성방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a sign signal generating method according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 NCO의 구성을 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram showing the configuration of an NCO according to the present invention.

<주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code for the main part>

10: 위상누적기 20: 룩업테이블10: phase accumulator 20: lookup table

30: D/A 변환기 40: 필터30: D / A converter 40: filter

100: 주파수제어워드 102: 가산기100: frequency control word 102: adder

104: 위상누적기 106, 128, 130: 2의 보수생성기104: Phase accumulator 106, 128, 130: 2's complement generator

116: 영위상판정부 112: 사인룩업테이블116: Zero Commission, 112: Sign Lookup Table

114: 코사인룩업테이블 108, 124, 126, 134, 136: 멀티플렉서114: cosine lookup table 108, 124, 126, 134, 136: multiplexer

상기의 목적을 달성하기 위하여, 주파수제어워드(FCW)의 위상을 누적하면서 2N모듈 연산을 수행하고, 360도 위상을 사인, 코사인_미러, 코사인, 사인_미러, 사인_인버전, 코사인_미러_인버전, 코사인_인버전, 사인_미러_인버전의 8가지 상한으로 구분하여 그 중 어느 한 상한을 지정하기 위한 상한데이터로서 t비트를 그리고 0도~45도 분량의 위상데이터로서 M-t비트를 출력하는 위상누적수단; 상기 t비트의 상한데이터를 이용하여, 미러링 상한과 비미러링 상한을 구별하는 제1선택데이터, 사인관련 상한과 코사인관련 상한을 구별하는 제2선택데이터, 사인에 관한 인버팅관련 상한과 비인버팅관련 상한을 구별하는 제3선택데이터, 그리고 코사인에 관한 인버팅관련 상한과 비인버팅관련 상한을 구별하는 제4선택데이터를 각각 생성하는 선택데이터생성수단; 상기 위상누적수단에서 출력되는 상기 위상데이터를 입력받아 상기 위상데이터에 대한 2의 보수데이터를 생성하여 출력하기 위한 제1보수생성수단; 상기 위상누적수단에서 출력되는 상기 위상데이터와 상기 제1보수생성수단에서 출력되는 상기 보수데이터를 병행적으로 입력받아 상기 제1선택데이터가 지정하는 하나만을 선택적으로 출력하는 제1선택수단; 0도에 대응하는 값으로 sin π/4 의 값을 저장하고 0 < x < π/4 사이의 위상 x에 대응하는 값으로 사인함수값 sin x을 저장하며, 입력단에 인가되는 상기 제1선택수단의 출력값이 가리키는 위상에 대응하는 사인함수값을 출력하는 사인 룩업테이블; 0도에 대응하는 값으로 cos π/4 의 값을 저장하고 0 < x < π/4 사이의 위상 x에 대응하는 값으로 코사인함수값 cos x 를 저장하며, 입력단에 인가되는 상기 제1출력수단의 출력값이 가리키는 위상에 대응하는 코사인함수값을 출력하는 코사인 룩업테이블; 상기 사인 룩업테이블의 출력값과 상기 코사인 룩업테이블의 출력값을 각각 별도의 입력단을 통해 입력받아 그대로 제1출력단과 제2출력단을 통해 별도로 출력하되, 상기 사인 룩업테이블과 상기 코사인 룩업테이블의 0위상에 대응하는 함수값을 이용해야 할 경우에는 상기 사인 룩업테이블의 출력값은 0으로 강제 변환하여 제1출력단으로 출력하고 상기 코사인 룩업테이블의 출력값은 1로 강제 변환하여 제2출력단으로 출력하는 영위상처리수단; 상기 제2 선택데이터에 응하여, 상기 영위상처리수단에서 출력되는 사인함수값과 코사인함수값을 별도로 입력받아 그 중 하나를 선택적으로 출력하는 제2선택수단; 상기 제2 선택데이터에 응하여, 상기 영위상처리수단에서 출력되는 사인함수값과 코사인함수값을 별도로 입력받아 상기 제2선택수단에 의해 선택되지 않은 나머지 하나를 선택적으로 출력하는 제3선택수단; 상기 제2선택수단의 출력값의 2의 보수를 생성하는 제2보수생성수단; 상기 제3선택수단의 출력값의 2의 보수를 생성하는 제3보수생성수단; 상기 제3선택데이터에 응하여, 상기 제2선택수단의 출력값과 상기 제2보수생성수단의 출력값 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 제4선택수단; 및 상기 제4선택데이터에 응하여, 상기 제3선택수단의 출력값과 상기 제3보수생성수단의 출력값 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 제5선택수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기가 제공된다.In order to achieve the above object, 2N module operation is performed while accumulating the phase of the frequency control word (FCW), and the 360 degree phase is sine, cosine_mirror, cosine, sine_mirror, sine_inversion, cosine_ It is divided into eight upper limits of mirror_inversion, cosine_inversion, sine_mirror_inversion, and the upper limit data is used to designate the upper limit of t bit, and the Mt as 0t ~ 45 degree phase data. Phase accumulation means for outputting a bit; The first selection data for distinguishing the upper limit of the mirroring and the non-mirror upper limit, the second selection data for distinguishing the upper bound of the sine and the upper limit of the cosine using the upper limit data of the t bits, the upper limit related to the inverting and the non-inverting related to the sine. Selection data generating means for generating third selection data for distinguishing an upper limit and fourth selection data for distinguishing an upper limit related to inverting and a non-inverting upper limit relating to cosine; First maintenance generating means for receiving the phase data output from the phase accumulation means and generating and outputting two's complement data for the phase data; First selection means for receiving the phase data outputted from the phase accumulation means and the complementary data outputted from the first reward generating means in parallel and selectively outputting only one designated by the first selection data; The first selection means for storing a value of sin π / 4 as a value corresponding to 0 degrees and storing a sine function value sin x as a value corresponding to a phase x between 0 <x <π / 4, A sine lookup table for outputting a sine function value corresponding to the phase indicated by the output value of the sine function; Storing the value of cos π / 4 as a value corresponding to 0 degrees and storing a cosine function value cos x as a value corresponding to a phase x between 0 <x <π / 4, the first output means being applied to an input terminal A cosine lookup table for outputting a cosine function value corresponding to the phase indicated by the output value of the cosine; The output value of the sine lookup table and the output value of the cosine lookup table are respectively inputted through separate input stages and output separately through the first output stage and the second output stage, respectively, corresponding to zero phase of the sine lookup table and the cosine lookup table. A zero-phase processing means for coercing an output value of the sine lookup table to 0 and outputting it to a first output stage, and forcing the output value of the cosine lookup table to a second output stage; Second selection means for separately receiving a sine function value and a cosine function value output from the zero phase processing means in response to the second selection data and selectively outputting one of the sine function value and the cosine function value; Third selecting means for separately receiving a sine function value and a cosine function value output from the zero phase processing means and selectively outputting the other one not selected by the second selecting means in response to the second selection data; Second reward generating means for generating a two's complement of the output value of the second selecting means; Third reward generating means for generating a two's complement of the output value of the third selecting means; Fourth selecting means for selectively outputting any one of an output value of the second selecting means and an output value of the second maintenance generating means in response to the third selection data; And fifth selecting means for selectively outputting any one of an output value of the third selecting means and an output value of the third maintenance generating means in response to the fourth selection data. .

본 발명의 바람직한 구성과 다양한 실시예는 특허청구범위의 기재 및 후술하는 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Preferred configurations and various embodiments of the invention will be more clearly understood from the description of the claims and the following detailed description.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

스퓨리어스 잡음이 작으려면 디지털 샘플의 값의 변화가 원래의 아날로그 신호의 모양과 비슷해야 한다. 따라서 도 5가 보이는 것처럼 룩업테이블 메모리의 사인 신호 0번지 값 즉, 1/8상한(70a)의 최초 위상값과 코사인 신호 0번지 값 즉, 3/8상한(70c)의 최초 위상값을 0(도면에서는 흰 원으로 표시됨)이 아닌 sin 45도 의 값(도면에서는 검은 원으로 표시됨)으로 바꾸면 대칭성을 이용할 때 샘플이 빠지는 경우가 없고 값이 갑자기 변하지도 않는다.For spurious noise to be small, the change in the value of the digital sample must be similar to the shape of the original analog signal. Accordingly, as shown in FIG. 5, the zero phase sign value of the lookup table memory, that is, the initial phase value of the 1/8 upper limit 70a and the cosine signal zero value value, that is, the initial phase value of the 3/8 upper limit 70c are set to 0 ( If you change the value to sin 45 degrees (shown as a black circle in the figure) instead of a white circle in the figure, the sample does not drop out and the value does not change suddenly when using symmetry.

이와 더불어, 사인과 코사인의 영(0) 번지 룩업테이블의 샘플 즉, 도 5에서 흰 원으로 표시되어 있는 것과 같이 각 1/8상한(70a), 3/8상한(70c), 5/8상한(70e) 및 7/8상한(70g)의 영(0) 위상에 대응하는 함수값을 이용해야 할 경우에는 로직 회로를 이용해서 외부적으로 사인의 경우 영(0)을 부여하고 코사인의 경우 최대값인 1을 강제적으로 부여한다. 이 방법은 약간의 로직 회로가 추가되지만 스퓨리어스 잡음을 줄여서 주파수 스펙트럼 특성을 개선할 수 있다.In addition, samples of the zero address lookup table of the sine and cosine, that is, the 1/8 upper limit 70a, the 3/8 upper limit 70c, and the 5/8 upper limit as indicated by the white circles in FIG. If you need to use a function value corresponding to the zero phase of 70e and 7/8 upper limit (70g), use logic circuit to externally give zero for sine and maximum for cosine. Force a value of 1. This method adds a bit of logic circuitry, but it can improve frequency spectrum characteristics by reducing spurious noise.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 NCO의 회로구성을 보여준다. NCO는 크게 위상누적수단(200), 선택신호생성수단(210), 위상미러링수단(220), 사인 및 코사인 룩업테이블(112, 114), 영위상처리수단(230), 경로스위칭수단(240),그리고 제1 및 제2 인버팅처리수단(250, 260)을 갖는다.6 shows a circuit configuration of an NCO according to a preferred embodiment of the present invention. The NCO is mainly composed of phase accumulation means 200, selection signal generation means 210, phase mirroring means 220, sine and cosine lookup tables 112 and 114, zero phase processing means 230, path switching means 240 And first and second inverting processing means (250, 260).

위상누적수단(200)은 주파수제어워드부(100), 가산기(102) 및 위상누적기(104)를 갖는다. 가산기(102)는 주파수제어워드부(100)가 제공하는 N비트 제어워드와 위상누적기(104)로부터 피드백되는 N비트 위상데이터를 더하여 위상누적기(104)에 제공한다. 가산기(102)로부터 제공되는 N비트 위상데이터는 위상누적기(104)에 누적되면서 오버플로우가 생기면 2N모듈 연산이 된다.The phase accumulating means 200 has a frequency control word part 100, an adder 102 and a phase accumulator 104. The adder 102 adds the N-bit control word provided by the frequency control word unit 100 and the N-bit phase data fed back from the phase accumulator 104 to provide it to the phase accumulator 104. The N-bit phase data provided from the adder 102 accumulates in the phase accumulator 104 and becomes a 2N module operation when an overflow occurs.

이 연산결과로 발생되는 N비트의 데이터 중 M비트가 사인 및 코사인 함수값을 발생시키는 입력데이터로 이용된다. M비트 데이터중 최상위 3비트의 상한데이터 P[N-1:N-3]는 선택신호생성수단(210)에 입력되고 나머지 M-3비트의 위상데이터 P[N-4:N-M]는 위상미러링수단(220)으로 제공된다.Of the N bits of data generated as a result of this operation, M bits are used as input data for generating sine and cosine function values. The upper limit data P [N-1: N-3] of the most significant three bits of the M bit data is input to the selection signal generating means 210, and the phase data P [N-4: NM] of the remaining M-3 bits is phase mirrored. Provided by means 220.

선택신호생성수단(210)은 두 개의 익스크루시브-오어게이트(Ex-OR)를 포함한다. 제1익스크루시브-오어게이트(110)는 P[N-2]와 P[N-3]의 두 비트에 대한 배타적 논리합 연산을 수행하며, 제2익스크루시브-오어게이트(132)는 P[N-1]와 P[N-2]의 두 비트에 대한 배타적 논리합 연산을 수행한다.The selection signal generation means 210 includes two exclusive-or gates (Ex-OR). The first exclusive-orgate 110 performs an exclusive OR operation on two bits of P [N-2] and P [N-3], and the second exclusive-orgate 132 is P Perform an exclusive OR operation on two bits, [N-1] and P [N-2].

위상미러링수단(220)은 상기 위상데이터 P[N-4:N-M]의 2에 대한 보수를 생성하는 2의 보수기(106)와, 상기 위상데이터 P[N-4:N-M]를 로직 0의 입력단을 통해 입력받고 상기 2의 보수기(106)의 출력을 로직 1의 입력단을 통해 입력받으며 P[N-3] 비트 데이터의 값에 따라 어느 하나를 출력하는 2x1 멀티플렉서(108)를 갖는다. 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 위상데이터 P[N-4:N-M]와 그의 2에 대한 보수는 대칭관계에 있다. P[N-3] 비트 데이터가 1의 값을 갖는 경우는 총 8개의 상한들 중에서 미러링을 해야 할 상한들(70b, 70d, 70f, 70h)을 선택하는 것에 대응되며, 0의 값을 갖는 경우는 비미러링관련 상한들(70a, 70c, 70e, 70g)을 선택하는 것에 대응된다.Phase mirroring means 220 is a two's complement 106 for generating a complement to two of the phase data P [N-4: NM], and the phase data P [N-4: NM] input phase of logic 0 And a 2x1 multiplexer 108 which receives the output of the two's complementer 106 through the input of logic 1 and outputs any one according to the value of the P [N-3] bit data. As shown in Fig. 5, the phase data P [N-4: N-M] and its complement to two are in a symmetrical relationship. When P [N-3] bit data has a value of 1, it corresponds to selecting upper limits 70b, 70d, 70f, and 70h to be mirrored from a total of eight upper limits, and having a value of 0. Corresponds to selecting the non-mirror related upper limits 70a, 70c, 70e, 70g.

멀티플렉서(108)에서 선택되어 나오는 위상데이터는 사인 룩업테이블(112)에도 입력될 뿐만 아니라 코사인 룩업테이블(114)에도 인가된다. 사인 및 코사인 룩업테이블(112, 114)은 롬(ROM)으로 구현한다. 사인 룩업테이블(112)은 0 < x < π/4 사이의 위상 x에 대응하는 값으로 사인함수값 sin x 을 저장하지만, 위상 0도에 대응하는 함수값으로 sin 0의 값을 저장하는 것이 아니라 sin π/4 의 값을 저장한다. 코사인 룩업테이블(114)도 마찬가지어서 0 < x < π/4 사이의 위상 x에 대응하는 값으로 코사인함수값 cos x 를 저장하지만, 위상 0도에 대응하는 함수값으로 cos 0의 값을 저장하는 것이 아니라 cos π/4 의 값을 저장한다. 사인 룩업테이블(112)과 코사인 룩업테이블(114)은 상기 멀티플렉서(108)에서 출력되는 위상데이터에 대응되는 번지에 저장된 L-1비트의 함수값을 각각 출력한다.The phase data selected by the multiplexer 108 is input not only to the sine lookup table 112 but also to the cosine lookup table 114. The sine and cosine lookup tables 112 and 114 are implemented in ROM. The sine lookup table 112 stores the sine function value sin x as a value corresponding to phase x between 0 <x <π / 4, but does not store the value of sin 0 as a function value corresponding to phase 0 degrees. Store the value of sin π / 4. Similarly, the cosine lookup table 114 stores the cosine function cos x as a value corresponding to phase x between 0 <x <π / 4, but stores the value of cos 0 as a function value corresponding to phase 0 degrees. Rather than storing the value of cos π / 4. The sine lookup table 112 and the cosine lookup table 114 respectively output L-1 bit function values stored at addresses corresponding to the phase data output from the multiplexer 108.

사인룩업테이블(112)과 코사인룩업테이블(114)에 각각 저장되어 있는 위상 0도에 대응하는 함수값 sin π/4(혹은 cos π/4)는 미러링관련 상한들(70b, 70d, 70f, 70h)에 있어서는 정확한 값이지만, 비미러링관련 상한들(70a, 70c, 70e, 70g)에 있어서는 오히려 부정확한 값이다. 따라서 이를 바로 잡아주는 수단이 필요하며, 영위상처리수단(230)이 이를 위한 것이다.The function values sin π / 4 (or cos π / 4) corresponding to the phase 0 degrees stored in the sine lookup table 112 and the cosine lookup table 114 respectively are mirroring-related upper limits 70b, 70d, 70f, and 70h. ) Is an accurate value, but is an incorrect value for the non-mirror-related upper limits 70a, 70c, 70e, 70g. Therefore, a means for correcting this is necessary, zero phase processing means 230 is for this purpose.

영위상처리수단(230)은, P[N-3] = 0 임과 동시에 상기 위상데이터 P[N-4:N-M] = 0 인 조건을 동시에 만족하는 경우에는 로직 0을 출력하고, 그 밖의 경우에는 로직 1을 출력하는 영위상판단부(116)와, 영위상판단부(116)의 출력을 인버팅하여 출력하는 인버터(122)와, 사인 룩업테이블(112)의 출력과 영위상판단부(116)의 출력을 로직 앤드하여 출력하는 앤드게이트(118)와 코사인 룩업테이블(114)의 출력과 인버터(122)의 출력을 로직 오어하여 출력하는 오어게이트(120)를 포함한다.The zero phase processing means 230 outputs a logic 0 when P [N-3] = 0 and simultaneously satisfies the condition that the phase data P [N-4: NM] = 0, and otherwise The zero phase determination unit 116 for outputting logic 1, the inverter 122 for inverting and outputting the output of the zero phase determination unit 116, the output of the sine lookup table 112 and the zero phase determination unit 116 An AND gate 118 for logic and outputting the output and an OR gate 120 for outputting the output of the cosine lookup table 114 and the output of the inverter 122 are output.

비미러링관련 상한들(70a, 70c, 70e, 70g)의 최초 위상값이 영위상판단부(116)에 입력되는 경우에만 영위상판단부(116)가 0의 값을 출력한다. 따라서, 이 경우에는 앤드게이트(118)에는 0이 입력되고 오어게이트(120)에는 1이 입력된다. 그리고, 사인룩업테이블(112)로부터 입력되는 데이터의 크기에 상관없이 앤드게이트(118)는 항상 0을 출력한다. 또한 오어게이트(120)는 코사인 룩업테이블(114)의 출력데이터의 크기에 상관없이 항상 1을 출력한다. 그 결과 비미러링관련 상한들(70a, 70c, 70e, 70g)에 있어서의 최초 위상값에 대응하는 사인 및 코사인 함수값이 0과 1로 바르게 정정된다.The zero phase determination unit 116 outputs a value of 0 only when the initial phase values of the non-mirror-related upper limits 70a, 70c, 70e, and 70g are input to the zero phase determination unit 116. Therefore, in this case, 0 is input to the AND gate 118 and 1 is input to the OR gate 120. The AND gate 118 always outputs 0 regardless of the size of data input from the sine lookup table 112. In addition, the orgate 120 always outputs 1 regardless of the size of the output data of the cosine lookup table 114. As a result, the sine and cosine function values corresponding to the initial phase values in the non-mirror-related upper limits 70a, 70c, 70e, and 70g are correctly corrected to 0 and 1.

앤드게이트(118)의 출력값과 오어게이트(120)의 출력값은 경로스위칭수단(240)을 통과하면서 출력경로에 관한 제어를 받는다. 경로스위칭수단(240)은 두 개의 멀티플렉서(124, 126)를 포함한다. 하나의 멀티플렉서(124)의 로직 0과 로직 1의 두 입력단에는 앤드게이트(118)와 오어게이트(120)의 출력단이 각각 연결된다. 나머지 멀티플렉서(126)의 로직 0과 로직 1의 두 입력단에는 오어게이트(120)와 앤드게이트(118)의 출력단이 각각 연결된다. 그리고, 두 개의 멀티플렉서(124, 126)의 각 제어단에는 익스크루시브-오어(110)의 출력단이 연결된다.익스크루시브-오어게이트(110)가 1을 출력하는 경우는 코사인관련 상한들(70b, 70c, 70f, 70g)이고, 0을 출력하는 경우는 사인관련 상한들(70a, 70d, 70e, 70h)이다. 위와 같은 연결에 의하면, 멀티플렉서(124)가 앤드게이트(118)의 출력값을 선택하면, 멀티플렉서(126)는 오어게이트(120)의 출력값을 선택한다. 또 다른 경우로, 멀티플렉서(126)가 앤드게이트(118)의 출력값을 선택하면, 멀티플렉서(124)는 오어게이트(120)의 출력값을 선택한다. 결국, 멀티플렉서(124)를 통해 출력되는 데이터는 사인함수에 관한 것인데 비해, 멀티플렉서(126)를 통해 출력되는 데이터는 코사인함수에 관한 것이 된다.The output value of the AND gate 118 and the output value of the or gate 120 pass through the path switching means 240 and are controlled with respect to the output path. Path switching means 240 comprises two multiplexers 124, 126. Output terminals of the AND gate 118 and the OR gate 120 are connected to two input terminals of logic 0 and logic 1 of one multiplexer 124, respectively. The output terminals of the or gate 120 and the AND gate 118 are connected to two input terminals of logic 0 and logic 1 of the remaining multiplexer 126, respectively. In addition, an output terminal of the exclusive-or 110 is connected to each control terminal of the two multiplexers 124 and 126. When the exclusive-orgate 110 outputs 1, the cosine-related upper limits ( 70b, 70c, 70f, 70g), and the case where 0 is outputted is the sign-related upper limits 70a, 70d, 70e, 70h. According to the above connection, when the multiplexer 124 selects the output value of the AND gate 118, the multiplexer 126 selects the output value of the or gate 120. In another case, when the multiplexer 126 selects the output value of the AND gate 118, the multiplexer 124 selects the output value of the or gate 120. As a result, the data output through the multiplexer 124 relates to a sine function, whereas the data output through the multiplexer 126 relates to a cosine function.

멀티플렉서(124)의 출력단에는 제1인버팅처리수단(250)이 연결된다. 제1인버팅처리수단(250)은 멀티플렉서(124)의 출력데이터의 2에 대한 보수를 생성하는 즉, 사인함수값을 부호변환(inverting)한 값을 생성하는 2의 보수기(128)와, 멀티플렉서(124)의 출력데이터와 2의 보수기(128)의 출력데이터를 로직 0과 로직 1의 입력단으로 각각 입력받고 제어단으로 입력되는 최상위비트데이터 P[N-1]의 값에 따라 두 입력데이터중 어느 하나를 선택적으로 출력하기 위한 멀티플렉서(134)를 포함한다. 사인함수에 있어서, 최상위비트데이터 P[N-1]의 값이 0이면 양의 상한(70a, 70b, 70c, 70d)에 해당하고 따라서 멀티플렉서(134)는 로직 0의 입력단에 인가되는 부호가 변환되지 않은 데이터를 출력하고, P[N-1]의 값이 1이면 음의 상한(70e, 70f, 70g, 70h)에 해당하고 따라서 멀티플렉서(134)는 로직 1의 입력단에 인가된 부호 변환된 데이터를 출력한다.The first inverting processing means 250 is connected to the output terminal of the multiplexer 124. The first inverting processing means 250 generates a complement of two of the output data of the multiplexer 124, that is, a two's complement 128 that generates a value obtained by converting a sine function value, and the multiplexer. Among the two input data according to the value of the most significant bit data P [N-1] inputted to the input of logic 0 and logic 1 and the output of 124 and the complement of 128, respectively, to the input of logic 0 and logic 1, respectively. And a multiplexer 134 for selectively outputting either. In the sine function, if the value of the most significant bit data P [N-1] is 0, it corresponds to the positive upper limit (70a, 70b, 70c, 70d), and thus the multiplexer 134 converts the sign applied to the input of logic 0. If the value of P [N-1] is equal to 1 and the value of P [N-1] is 1, it corresponds to the negative upper limit (70e, 70f, 70g, 70h), and thus the multiplexer 134 applies the sign-converted data applied to the input terminal of logic 1. Outputs

또한, 멀티플렉서(126)의 출력단에는 제2인버팅처리수단(260)이 각각 연결된다. 제2인버팅처리수단(260)은 멀티플렉서(126)의 출력데이터의 2에 대한 보수를 생성하는 즉, 코사인함수값을 부호변환(inverting)한 값을 생성하는 2의 보수기(130)와, 멀티플렉서(126)의 출력데이터와 2의 보수기(130)의 출력데이터를 로직 0과 로직 1의 입력단으로 각각 입력받고 제어단으로 입력되는 익스크루시브-오어게이트(132)의 출력값에 따라 두 입력데이터중 어느 하나를 선택적으로 출력하기 위한 멀티플렉서(136)를 포함한다. 코사인함수에 있어서, 익스크루시브-오어게이트(132)의 출력값이 0이면 양의 상한(비도시, 도 5의 70a, 70b, 70g, 70h이 이에 해당함)에 해당하고 따라서 멀티플렉서(136)는 로직 0의 입력단에 인가된 부호 변환되지 않은 데이터를 출력하고, 익스크루시브-오어게이트(132)의 출력값이 1이면 음의 상한(비도시, 도 5의 70c, 70d, 70e, 70f)에 해당하고 따라서 멀티플렉서(134)는 로직 1의 입력단에 인가된 부호 변환된 데이터를 출력한다.In addition, the second inverting processing means 260 is connected to the output terminal of the multiplexer 126, respectively. The second inverting processing means 260 generates a complement of two of the output data of the multiplexer 126, that is, a two's complement 130 for generating a value obtained by inverting a cosine function value, and the multiplexer. Among the two input data according to the output value of the exclusive-orgate 132 which is input to the control terminal and the output data of the 126 and the complementary device 130 of the 2 are respectively input to the inputs of logic 0 and logic 1, respectively. And a multiplexer 136 for selectively outputting either. In the cosine function, if the output value of the exclusive-orgate 132 is zero, it corresponds to a positive upper limit (not shown, which corresponds to 70a, 70b, 70g, and 70h of FIG. 5), and therefore, the multiplexer 136 is logic 0. Outputs unsigned data applied to an input terminal of the output terminal, and if the output value of the exclusive-orgate 132 is 1, it corresponds to a negative upper limit (not shown, 70c, 70d, 70e, and 70f of FIG. 134 outputs the sign-converted data applied to the input terminal of logic 1.

결국, 본 발명에 따른 NCO는 위상누적기(104)에서 출력되는 최상위 M비트중 3비트의 상한데이터와 나머지 비트의 위상데이터를 이용하여 멀티플렉서(134)와 멀티플렉서(136)를 통해 각각 사인함수의 샘플링값 sin 2πFT과 코사인함수의 샘플링값 cos 2πFT을 각각 출력한다.As a result, the NCO according to the present invention uses the upper limit data of 3 bits and the phase data of the remaining bits of the most significant M bits output from the phase accumulator 104 through the multiplexer 134 and the multiplexer 136, respectively. Output the sampling value sin 2πFT and the cosine sampling value cos 2πFT respectively.

이와 같이 얻어진 샘플값은 디지털/아날로그 변환처리와 필터링처리와 같은 후처리를 거쳐 최종적으로 원하는 형태의 아날로그신호로 만들어낸다(도 1 참조). 상기 제1 및 제2 인버팅처리수단(250, 260)의 출력단 즉, 멀티플렉서(134)와 멀티플렉서(136)의 출력단에는 디지털/아날로그(D/A) 변환기(비도시)를 더 부가하여 출력되는 디지털 형태의 샘플값을 아날로그 신호로 변환한다. 또한, 상기 D/A 변환기의 후단에는 필터회로(비도시)를 더 부가하여 상기 D/A 변환수단의 출력값을 필터링하여 스무딩(smoothing) 처리를 한 아날로그신호로 만들어낸다.The sample values thus obtained are subjected to post-processing such as digital / analog conversion processing and filtering to finally produce analog signals of a desired type (see FIG. 1). Digital outputs are further output by adding a digital / analog (D / A) converter (not shown) to the output terminals of the first and second inverting processing means 250 and 260, that is, the output terminals of the multiplexer 134 and the multiplexer 136. Convert the sample value of the form to an analog signal. Further, a filter circuit (not shown) is further added to the rear end of the D / A converter to filter an output value of the D / A conversion unit to produce an analog signal subjected to a smoothing process.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였다. 위상누적기는 24비트짜리를 채용하고, 210어드레스를 갖는 10비트의 45도 사인 및 코사인 룩업테이블을 채용하며, 동작 클럭 주파수는 40 MHz를 사용하여 NCO를 구성하고, 각각의 FCW에 따른 스퓨리어스 잡음의 크기를 기존의 방법과 제안한 방법을 사용했을 때 비교하는 것으로 전산모의실험을 하였다.In the above, a preferred embodiment of the present invention has been described. The phase accumulator employs 24-bit, 10-bit 45-degree sine and cosine lookup table with 2 10 addresses, the operating clock frequency is 40 MHz to form the NCO, and spurious noise according to each FCW. Computer simulations were performed by comparing the size of the proposed method with the proposed method.

입력되는 FCW에 의해 디지털 캐리어 신호의 출력 주파수가 달라진다. 동작 클럭 주파수를 40 MHz라고 볼 때 앞서 언급된 식 (1)에 의해 IF 주파수가 구해지고, 식 (2)에 의해 주파수 해상도는 2.384 Hz이다. 출력 신호를 주파수 스펙트럼으로 보면 스퓨리어스 신호들이 나타나고 이것을 캐리어 신호의 크기와 비교하여 그 결과를 표 1로 정리하였다. 표에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 NCO가 종래의 방식에 비하여 훨씬 좋은 주파수 스펙트럼 특성을 가진다는 것을 확인할 수가 있다.The output frequency of the digital carrier signal varies depending on the FCW input. Assuming that the operating clock frequency is 40 MHz, the IF frequency is obtained by Equation (1) mentioned above, and the frequency resolution is 2.384 Hz by Equation (2). When the output signal is viewed in the frequency spectrum, spurious signals appear and the results are compared with the magnitude of the carrier signal and the results are summarized in Table 1. As can be seen from the table, it can be seen that the NCO according to the present invention has much better frequency spectrum characteristics than the conventional method.

FCWFCW IF[Hz]IF [Hz] 기존의 방법Traditional way 제안한 방법Proposed method 211 2 11 4.883K4.883K -72dBc-72 dBc -90dBc-90 dBc 212 2 12 9.766K9.766K -72dBc-72 dBc -88dBc-88 dBc 213 2 13 19.531K19.531K -72dBc-72 dBc -84dBc-84 dBc 214 2 14 39.063K39.063K -72dBc-72 dBc -82dBc-82 dBc 215 2 15 78.125K78.125K -71dBc-71 dBc -81dBc-81 dBc 216 2 16 156.25K156.25K -71dBc-71 dBc -80dBc-80 dBc 217 2 17 312.50K312.50K -72dBc-72 dBc -75dBc-75 dBc 218 2 18 625.00K625.00K -70dBc-70 dBc -74dBc-74 dBc 219 2 19 1.25M1.25M -71dBc-71 dBc -72dBc-72 dBc 220 2 20 2.50M2.50M -71dBc-71 dBc -70dBc-70 dBc 221 2 21 5.00M5.00M -69dBc-69 dBc -72dBc-72 dBc

제안한 방법을 Verilog로 코딩하여 합성한 결과 룩업테이블의 ROM 크기를 제외한 나머지의 총 게이트 수는 약 1500개였다. 이것은 기존의 방법보다 앤드게이트 10개, 오어게이트 11개, 그리고 인버터 1개만 더 추가될 뿐이다. 결국, 본 발명은 기존의 방법과 하드웨어 양이 거의 차이가 없으면서도 기존의 방법보다 개선된 주파수 스펙트럼 특성을 갖는 NCO를 구현할 수 있게 해준다. 구현된 NCO는 FSK 변조, FM 변조, SSB 변조, 그리고 디지털 동기 복조 회로에 매우 유용하게 사용될 수 있다.As a result of coding the proposed method with Verilog, the total number of gates except for the ROM size of the lookup table was about 1500. This adds only 10 endgates, 11 orgates, and one more inverter than traditional methods. As a result, the present invention enables the implementation of an NCO with improved frequency spectrum characteristics over the existing method with little difference in the amount of hardware from the existing method. The implemented NCO can be very useful for FSK modulation, FM modulation, SSB modulation, and digital synchronous demodulation circuit.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

Claims (9)

주파수제어워드(FCW)의 위상을 누적하면서 2N모듈 연산을 수행하고, 360도 위상을 사인, 코사인_미러, 코사인, 사인_미러, 사인_인버전, 코사인_미러_인버전, 코사인_인버전, 사인_미러_인버전의 8가지 상한으로 구분하여 그 중 어느 한 상한을 지정하기 위한 상한데이터로서 t비트를 그리고 0도~45도 분량의 위상데이터로서 M-t비트를 출력하는 위상누적수단;Performs 2 N module operations while accumulating the phase of the frequency control word (FCW) and shifts the 360 degree phase to sine, cosine mirror, cosine, sine mirror, sine in mirror, cosine mirror in version, and cosine in Phase accumulation means for outputting t bits as the upper limit data for specifying one of the upper limit data of the version and the sine_mirror inversion, and Mt bits as 0 to 45 degree phase data; 상기 t비트의 상한데이터를 이용하여, 미러링 상한과 비미러링 상한을 구별하는 제1선택신호, 사인관련 상한과 코사인관련 상한을 구별하는 제2선택신호, 사인에 관한 인버팅관련 상한과 비인버팅관련 상한을 구별하는 제3선택신호, 그리고 코사인에 관한 인버팅관련 상한과 비인버팅관련 상한을 구별하는 제4선택신호를 각각 생성하는 선택신호생성수단;A first selection signal for distinguishing a mirroring upper limit and a non-mirror upper limit, a second selection signal for distinguishing a sign related upper limit and a cosine related upper limit, an inverting related upper limit and a non-inverting related time Selection signal generating means for generating a third selection signal for discriminating an upper limit and a fourth selection signal for discriminating an inverting related upper limit and a non-inverting upper limit relating to cosine; 상기 제1선택신호에 응하여, 상기 위상데이터와 상기 위상데이터의 위상미러링데이터인 상기 위상데이터의 2의 보수데이터 중 어느 하나를 선택적으로 출력하기 위한 위상미러링수단;Phase mirroring means for selectively outputting either of the phase data and two's complement data of the phase data, which are phase mirroring data of the phase data, in response to the first selection signal; 0도에 대응하는 값으로 sin π/4 의 값을 저장하고 0 < x < π/4 사이의 위상 x에 대응하는 값으로 사인함수값 sin x 을 저장하며, 상기 위상밀러링수단에서 출력된 위상데이터에 대응하는 사인함수값을 출력하는 사인 룩업테이블;Storing a value of sin π / 4 as a value corresponding to 0 degrees and a sine function value sin x as a value corresponding to a phase x between 0 <x <π / 4, and outputting the phase from the phase mirroring means. A sine lookup table for outputting a sine function value corresponding to the data; 0도에 대응하는 값으로 cos π/4 의 값을 저장하고 0 < x < π/4 사이의 위상 x에 대응하는 값으로 코사인함수값 cos x 를 저장하며, 상기 위상밀러링수단에서 출력된 위상데이터에 대응하는 코사인함수값을 출력하는 코사인 룩업테이블;Storing a value of cos π / 4 as a value corresponding to 0 degrees and a cosine function value cos x as a value corresponding to a phase x between 0 <x <π / 4, and outputting the phase from the phase mirroring means. A cosine lookup table for outputting a cosine function value corresponding to the data; 상기 사인 룩업테이블의 출력값과 상기 코사인 룩업테이블의 출력값을 별도의 입력단을 통해 입력받아 그대로 제1출력단과 제2출력단을 통해 출력하되, 상기 사인 룩업테이블과 상기 코사인 룩업테이블의 0위상에 대응하는 함수값을 이용해야 할 경우에는 상기 사인 룩업테이블의 출력값은 0으로 변환하여 제1출력단으로 출력하고 상기 코사인 룩업테이블의 출력값은 1로 변환하여 제2출력단으로 출력하는 영위상처리수단;A function corresponding to the zero phase of the sine lookup table and the cosine lookup table after receiving the output value of the sine lookup table and the output value of the cosine lookup table through separate inputs and outputting the same through the first and second outputs. A zero phase processing means for converting an output value of the sine lookup table to a first output stage when the value is to be used and converting the output value of the cosine lookup table to a first output stage to a second output stage; 상기 제2 선택신호에 응하여, 두 개의 입력단을 통해 인가되는 상기 영위상처리수단에서 출력되는 사인함수값과 코사인함수값을 제1 및 제2 출력단으로 내보내는 출력경로를 스위칭제어하기 위한 경로스위칭수단;Path switching means for switching control of an output path for outputting a sine function value and a cosine function value output from the zero phase processing means applied through two input terminals to the first and second output terminals in response to the second selection signal; 상기 제3선택신호에 응하여, 상기 경로스위칭수단의 제1출력단의 출력값과 이 출력값의 2의 보수값 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 제1인버팅처리수단; 및First inverting processing means for selectively outputting any one of an output value of a first output stage of said path switching means and a two's complement value of said output value in response to said third selection signal; And 상기 제4선택신호에 응하여, 상기 경로스위칭수단의 제2출력단의 출력값과 이 출력값의 2의 보수값 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 제2인버팅처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.And second inverting processing means for selectively outputting any one of an output value of a second output stage of said path switching means and a two's complement value of said output value in response to said fourth selection signal. . 제 1 항에 있어서, 선택신호생성수단은 3비트 데이터를 상기 상한데이터로 제공받아, 그 중 최하위 1비트를 상기 제1 선택신호로서 출력하고, 하위 2비트를배타적 논리합하여 상기 제2 선택신호로서 출력하고, 최상위 1비트를 상기 제3 선택신호로서 출력하고, 상위 2비트를 배타적 논리합하여 상기 제4 선택신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.2. The apparatus according to claim 1, wherein the selection signal generating means receives 3-bit data as the upper limit data, outputs the least significant one of the bits as the first selection signal, and exclusively ORs the lower two bits as the second selection signal. And outputs the most significant 1 bit as the third selection signal, and outputs the most significant 2 bits as the fourth selection signal by performing an exclusive OR. 제 1 항에 있어서, 상기 영위상처리수단은 상기 제1선택신호의 값이 0인 조건과 상기 위상데이터의 값이 0인 조건을 동시에 만족하는 경우에는 로직 영을 출력하고, 그 밖의 경우에는 로직 1을 출력하여 상기 사인 룩업테이블과 상기 코사인 룩업테이블의 0위상에 대응하는 함수값을 이용해야 할지 여부를 결정해주는 영위상판단부; 상기 영위상판단부의 출력을 인버팅하여 출력하는 인버터; 상기 사인 룩업테이블의 출력과 상기 영위상판단부의 출력을 로직 앤드하여 출력하는 앤드게이트; 및 상기 코사인 룩업테이블의 출력과 상기 인버터의 출력을 로직 오어하여 출력하는 오어게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.2. The zero phase processing means according to claim 1, wherein the zero phase processing means outputs a logic zero when simultaneously satisfying the condition that the value of the first selection signal is 0 and the condition that the value of the phase data is 0, and otherwise, logic. A zero phase determination unit outputting 1 to determine whether to use a function value corresponding to zero phase of the sine lookup table and the cosine lookup table; An inverter for inverting and outputting the output of the zero phase determination unit; An AND gate configured to logic and output an output of the sine lookup table and an output of the zero phase determination unit; And an orgate configured to logically output the output of the cosine lookup table and the output of the inverter. 제 1 항에 있어서, 위상미러링처리수단은 상기 위상누적수단에서 출력되는 상기 위상데이터를 입력받아 상기 위상데이터에 대한 2의 보수데이터를 생성하여 출력하기 위한 보수생성수단; 및 상기 위상누적수단에서 출력되는 상기 위상데이터와 상기 보수생성수단에서 출력되는 상기 보수데이터를 별도로 입력받아 상기 제1선택신호가 지정하는 하나만을 선택적으로 출력하는 멀티플렉서인 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.2. The apparatus of claim 1, wherein the phase mirroring processing means comprises: complementary generation means for receiving the phase data output from the phase accumulation means and generating and generating two's complement data for the phase data; And a multiplexer for separately receiving the phase data outputted from the phase accumulation means and the complementary data outputted from the complementary generating means and selectively outputting only one designated by the first selection signal. 제 1 항에 있어서, 경로스위칭수단은, 상기 제2 선택신호에 응하여, 상기 영위상처리수단에서 출력되는 사인함수값과 코사인함수값을 별도로 입력받아 그 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 제1멀티플렉서; 및 상기 제2 선택신호에 응하여, 상기 영위상처리수단에서 출력되는 사인함수값과 코사인함수값을 별도로 입력받아 상기 제2선택수단에 의해 선택되지 않은 나머지 하나를 선택적으로 출력하는 제2멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.The first multiplexer of claim 1, wherein the path switching means receives a sine function value and a cosine function value separately output from the zero phase processing means in response to the second selection signal, and selectively outputs any one of them. ; And a second multiplexer configured to separately receive a sine function value and a cosine function value output from the zero phase processing means in response to the second selection signal and selectively output the other one not selected by the second selection means. Digital frequency synthesizer characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 인버팅처리수단은 상기 경로스위칭수단의 제1출력단의 출력값의 2의 보수를 생성하는 보수생성수단; 및 상기 제3선택신호에 응하여, 상기 경로스위칭수단의 제1출력단의 출력값과 상기 보수생성수단의 출력값 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.2. The apparatus of claim 1, wherein the first inverting processing means comprises: reward generating means for generating two's complement of an output value of a first output terminal of the path switching means; And a multiplexer for selectively outputting any one of an output value of the first output terminal of the path switching means and an output value of the maintenance generating means in response to the third selection signal. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 인버팅처리수단은 상기 경로스위칭수단의 제2출력단의 출력값의 2의 보수를 생성하는 보수생성수단; 및 상기 제4선택신호에 응하여, 상기 경로스위칭수단의 제2출력단의 출력값과 상기 보수생성수단의 출력값 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.2. The apparatus of claim 1, wherein the second inverting processing means comprises: reward generating means for generating two's complement of an output value of a second output terminal of the path switching means; And a multiplexer for selectively outputting any one of an output value of the second output terminal of the path switching means and an output value of the maintenance generating means in response to the fourth selection signal. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 인버팅처리수단의 출력데이터를 입력받아 그 크기에 대응되는 아날로그신호로 변환해주는 D/A 변환수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.The digital frequency synthesizer of claim 1, further comprising D / A converting means for receiving output data of the first and second inverting processing means and converting the output data into an analog signal corresponding to the magnitude of the output data. 제 8 항에 있어서, 상기 D/A 변환수단의 출력값을 필터링하여 아날로그신호로 출력하는 필터링수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 주파수 합성기.The digital frequency synthesizer of claim 8, further comprising filtering means for filtering an output value of the D / A conversion means and outputting the analog signal as an analog signal.
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