專利名稱：一種dds信號發生器及其波形存儲深度控制方法
技術領域：
本發明涉及信號發生器技術，特別涉及對直接數字頻率合成(DOS: Direct Digital Frequency Synthesis)信號發生器波形存儲深度的控制，具體的講 是一種DDS信號發生器及其波形存儲深度控制方法。
背景技術：
如圖1所示，DDS信號發生器的整體架構一般包括人機界面，波形存儲器， 頻率合成單元，波形控制單元和模擬單元。波形存儲器存放著一個波形周期 內的采樣點；頻率合成單元根據頻率設置產生不同的波形相位變換點，并從 波形存儲器中提取出相應相位的釆樣點幅度；波形控制單元則控制著波形的 幅度，偏移等相關參數；模擬單元是將采樣點重構成模擬信號進行輸出。但是，實際上并不是所有的波形都需要占用全部的波形存儲空間就可以 重構出符合要求的波形。而且對于任意波形而言，DDS信號發生器為用戶提供 的內部波形存儲空間均為固定長度的波形存儲空間，對于波形采樣點少于這 個長度的任意波形也不得不占用一個存儲空間，這是非常浪費的。而對于大 于這個長度的任意波形又無法存放到一個存儲空間中，這便因無法利用剩余 的存儲空間而造成存儲空間的巨大浪費，無法滿足不同長度任意波形存儲的 要求。發明內容本發明提供一種DDS信號發生器及其波形存儲深度控制方法，用于根據任 意波形采樣點的數量，重構出 一種既不使波形失真又能充分利用存儲空間的 存儲深度控制機制，既可以滿足存放更多短波形的要求又可以滿足存放長波 形的要求。 的，本發明的目的之一在于，提供一種DDS信號發 生器波形存儲深度控制方法，所述方法包括以下步驟根據波形數據長度設 置波形存儲空間深度，并將波形數據存入相應深度的波形存儲空間中；將所 述波形存儲空間中的一個波形數據按一定順序進行外部存儲；獲取外部存儲 的波形數據長度；根據外部存儲的波形數據的起始波形數據點相位地址累加 出下一個波形數據點的相位地址；4艮據所述的波形數據長度，將所述的相位 地址映射到外部存儲的波形數據地址上；將外部存儲的波形數據經數沖莫轉換 處理后構造波形輸出。所述的獲取外部存儲的波形數據長度包括判斷讀取波形數據的讀取波 形請求是否超過了對應的波形存儲空間深度，如果是則巻回到外部存儲的起 始位置讀取波形數據點。本發明的另一目的在于，提供一種DDS信號發生器，包括控制裝置、波 形存儲器、波形處理裝置、模擬單元、人機界面裝置和顯示裝置；所述的控 制裝置分別與所述的波形處理裝置、人才幾界面裝置和顯示裝置相連接，所述 的波形處理裝置與模擬單元相連接；所述的DDS信號發生器還包括存儲深度 控制單元，與所述的控制裝置相連接，用于根據人機界面裝置設置的存儲空 間深度控制所述的波形存儲器存儲相應長度的波形數據；外部存儲器，與所 述的波形處理裝置相連接，用于將波形存儲器中的一個波形數據按一定順序 進行存儲；波形數據長度控制單元，用于獲取外部存儲器的波形數據點的相 位地址，并根據所述的波形數據長度，將所述的相位地址映射到外部存儲器 的波形數據地址上；所述的模擬單元，用于接收外部存儲器傳來的波形數據， 并對接收的波形數據進行數模轉換處理后構造波形輸出。所述的波形處理裝置包括頻率合成單元，用于向所述的外部存儲器發 送讀取波形請求并讀取波形數據傳送給所述的模擬單元；所述的波形數據長 度控制單元，截取頻率合成單元對外部存儲器的讀取波形請求，判斷讀取波 形請求的波形數據長度是否超過了對應的存儲深度，如果是則巻回到外部存 儲器的起始位置讀取波形數據點；如果否則將頻率合成單元的相位映射到外 部存儲器的波形數據地址上。
所迷的頻率合成單元包括相位累加器，用于根據外部存儲器的波形數 據的起始波形數據點相位地址累加出下一個波形數據點的相位地址。所述的控制裝置為DSP,在所述的DSP中集成有所述的存儲深度控制單 元。所述的波形處理裝置為FPGA,所述的FPGA集成有頻率合成單元、波形 數據長度控制單元。
所述的人機界面裝置為鍵盤、觸摸屏、鼠標或通信接口。
所述的顯示裝置為LCD或等離子顯示器。
所述的波形存儲器為FLASH,所述的外部存儲器為SRAM。
本發明的有益效果在于，通過提供一種DDS信號發生器及其波形存儲深度 控制方法，對于需要重現波形幅度細節的要求，信號發生器可以用全部的存 儲空間存放所有的波形，因為在DDS中波形點數越多，相位累加器就可以獲得 更準確的相位幅度值，減少相位噪聲。讓信號發生器精細地重現出每個釆樣 點的幅度，整體再現波形幅度特征。
對于需要重現波形頻率特性和基本幅度的要求，信號發生器需要較少的 采樣點，占有很少的存儲空間利用DDS的優越特性就可以非常快捷地再現波形 基本幅度特征了。
圖1為現有技術中DDS信號發生器的結構框圖；圖2為本發明方法流程圖；圖3為本發明的實施例1的結構框圖；圖4為本發明實施例2的DDS信號發生器的結構框圖。
具體實施方式
以下結合
本發明的具體實施方式
。 實施例l
本發明提供了 一種DDS信號發生器波形存儲深度控制方法，如圖2所示， 在普通DDS信號發生器中設置一個可變長度控制單元，該可變長度控制單元處 于普通DDS信號發生器的頻率合成單元和波形存儲器之間，用于控制頻率合成 單元對波形存儲器的存取控制。
首先，波形深度是通過人機界面下傳到存儲深度控制單元中，存儲控制 單元截取頻率合成單元對波形存儲器的讀取請求， 一旦發現波形請求超過了 設置的存儲深度，就巻回到波形存儲器的開頭讀取波形點。其中的具體步驟 為(如圖3所示)根據波形數據長度設置波形存儲空間深度，并將波形數據 存入相應深度的波形存儲空間中；將所述波形存儲空間中的一個波形數據按 一定順序進行外部存儲；獲取外部存儲的波形數據長度；根據外部存儲的波 形數據的起始波形數據點相位地址累加出下一個波形數據點的相位地址；根 據所述的波形數據長度，將所述的相位地址映射到外部存儲的波形數據地址 上；將外部存儲的波形數據經數^f莫轉換處理后構造波形輸出。
所述的獲取外部存儲的波形數據長度包括判斷讀取波形數據的讀取波 形請求是否超過了對應的波形存儲空間深度，如果是則巻回到外部存儲的起 始位置讀取波形數據點。如果否則將頻率合成單元的相位映射到外部存儲器 的波形數據地址上。
實施例2
本發明提供了一種DDS信號發生器。如圖4所示，采用數字信號處理(DSP) 芯片為控制裝置，采用閃存(FLASH)為波形存儲器，采用現場可編程門陣列 (FPGA)為波形處理裝置，模擬單元仍采用普通DDS信號發生器的數模轉換和 模擬部分，采用鍵盤為人機界面裝置和液晶顯示器(LCD)為顯示裝置；DSP 分別與FPGA、鍵盤和LCD相連接，FPGA與模擬單元相連接。
在DSP中集成有一存儲深度控制單元，用于根據鍵盤設置的存儲空間深 度控制FLASH存儲相應長度的波形數據；
采用SRAM為外部存儲器，SRAM與FPGA相連接，用于將FLASH中的一
個波形數據按一定順序進行存儲；在FPGA中還集成有一波形數據長度控制單元，用于獲取SRAM的波形數據點的相位地址，并根據所述的波形數據長度，將所述的相位地址映射到 SRAM的波形數據地址上；所述的模擬單元，用于接收SRAM傳來的波形數據，并對接收的波形數 據進行數模轉換處理后構造波形輸出。FPGA中還集成有頻率合成單元，用于向所述的外部存儲器發送讀取波形 請求并讀取波形數據傳送給所述的模擬單元；所述的波形數據長度控制單元， 截取頻率合成單元對外部存儲器的讀取波形請求，判斷讀取波形請求的波形 數據長度是否超過了對應的存儲深度，如果是則巻回到外部存儲器的起始位 置讀取波形數據點；如果否則將頻率合成單元的相位映射到外部存儲器的波 形數據地址上。所述的頻率合成單元包括相位累加器，用于根據外部存儲器的波形數 據的起始波形數據點相位地址累加出下一個波形數據點的相位地址。FPGA中集成的一波形數據長度控制單元是本發明DDS信號發生器的一個 重要組成部分，它處于頻率合成單元和波形存儲器之間，控制著頻率合成單 元對波形存儲器的存取控制。首先，波形深度是通過人^L界面下傳到存儲深 度控制單元中，存儲控制單元截取頻率合成單元對波形存儲器的讀取請求， 一旦發現波形請求超過了設置的存儲深度，就巻回到波形存儲器的開頭讀取 波形點。實施例2的可變的方案還包括人機界面裝置可為鍵盤、觸摸屏、鼠標或 通信接口或其組合。顯示裝置可為等離子顯示器。在本發明的DDS信號發生器中，以波形存儲器容量為界，波形存儲單元內 的存儲波形大小可以是任意長度。這樣對于某些周期性強，頻譜特性簡單的 波形可以存放較少的樣點就可以通過頻率合成(DDS)方式恢復出原來的波形。 少的波形存儲可以縮短人機界面切換波形時到實際輸出完整波形之間的等待
時間。尤其是信號發生器，它的數字部分往往和模擬部分之間是隔離的，為 了減少兩部分之間通信線路的數量，通常采取串行方式交互數據，這樣短的 波形必然會大大地縮短波形數據傳送的時間，提高系統響應速度。
靈活的預存任意波形。信號發生器的 一個重要應用就是編輯和存放任意 波形，而系統所提供的任意波形存儲空間(非波形存儲空間)是非常有限的， 只能存放幾個固定長度的波形。而實際應用中用戶提供的任意波形的長度是
非常有限遠小于這個固定長度；或者任意波形的長度非常長大于這個固 定長度。這兩種情況對于普通的信號發生器，要么浪費了存儲空間，要么無 法存儲這么大的波形。而這個存儲深度控制單元就可以很容易地解決了這個 問題，對小波形可以存放的更多，對于大波形也存放的下。
對于需要重現波形幅度細節的要求，信號發生器可以用全部的存儲空間 存放所有的波形，因為在DDS中波形點數越多，相位累加器就可以獲得更準確 的相位幅度值，減少相位噪聲。讓信號發生器精細地重現出每個采樣點的幅 度，整體再現波形幅度特征，
對于需要重現波形頻率特性和基本幅度的要求，信號發生器需要較少的 采樣點，占有很少的存儲空間利用DDS的優越特性就可以非常快捷地再現波形 基本幅度特征了。
以上具體實施方式
僅用于說明本發明，而非用于限定本發明。
權利要求
1.一種DDS信號發生器波形存儲深度控制方法，所述方法包括以下步驟根據波形數據長度設置波形存儲空間深度，并將波形數據存入相應深度的波形存儲空間中；將所述波形存儲空間中的一個波形數據按一定順序進行外部存儲；獲取外部存儲的波形數據長度；根據外部存儲的波形數據的起始波形數據點相位地址累加出下一個波形數據點的相位地址；根據所述的波形數據長度，將所述的相位地址映射到外部存儲的波形數據地址上；將外部存儲的波形數據經數模轉換處理后構造波形輸出。
2. 根據權利要求l所述的方法，其特征在于，所述的獲取外部存儲的波 形數據長度包括判斷讀取波形數據的讀取波形請求是否超過了對應的波形 存儲空間深度，如果是則巻回到外部存儲的起始位置讀取波形數據點。
3. —種DDS信號發生器，包括控制裝置、波形存儲器、波形處理裝置、 模擬單元、人機界面裝置和顯示裝置；所述的控制裝置分別與所述的波形處 理裝置、人機界面裝置和顯示裝置相連接，所述的波形處理裝置與模擬單元 相連接；其特征在于，所述的DDS信號發生器還包括存儲深度控制單元，與所述的控制裝置相連接，用于根據人機界面裝置 設置的存儲空間深度控制所述的波形存儲器存儲相應長度的波形數據；外部存儲器，與所述的波形處理裝置相連接，用于將波形存儲器中的一 個波形數據按一定順序進行存儲；波形數據長度控制單元，用于獲取外部存儲器的波形數據點的相位地址， 并根據所述的波形數據長度，將所述的相位地址映射到外部存儲器的波形數 據地址上； 所述的模擬單元，用于接收外部存儲器傳來的波形數據，并對接收的波 形數據進行數模轉換處理后構造波形輸出。
4. 沖艮據權利要求3所述的DDS信號發生器，其特征在于，所述的波形處理 裝置包括頻率合成單元，用于向所述的外部存儲器發送讀取波形請求并讀取波形 數據傳送給所述的模擬單元；所述的波形數據長度控制單元，截取頻率合成單元對外部存儲器的讀取 波形請求，判斷讀取波形請求的波形數據長度是否超過了對應的存儲深度， 如果是則巻回到外部存儲器的起始位置讀取波形數據點；如果否則將頻率合 成單元的相位映射到外部存儲器的波形數據地址上。
5. 根據權利要求4所述的DDS信號發生器，其特征在于，所述的頻率合成 單元包括相位累加器，用于根據外部存儲器的波形數據的起始波形數據點 相位地址累加出下一個波形數據點的相位地址。
6. 根據權利要求3所述的DDS信號發生器，其特征在于，所述的控制裝置 為DSP，在所述的DSP中集成有所述的存儲深度控制單元。
7. 根據權利要求3所述的DDS信號發生器，其特征在于，所述的波形處理 裝置為FPGA，所述的FPGA集成有頻率合成單元、波形數據長度控制單元。
8. 根據權利要求3所述的DDS信號發生器，其特征在于，所述的人機界面 裝置為鍵盤、觸摸屏、鼠標或通信接口。
9. 根據權利要求3所述的DDS信號發生器，其特征在于，所述的顯示裝置 為LCD或等離子顯示器。
10. 根據權利要求3所述的DDS信號發生器，其特征在于，所述的波形存 儲器為FLASH，所述的外部存儲器為SRAM。
全文摘要
本發明為一種DDS信號發生器及其波形存儲深度控制方法，根據波形數據長度設置波形存儲空間深度，并將波形數據存入相應深度的波形存儲空間中；將所述波形存儲空間中的一個波形數據按一定順序進行外部存儲；獲取外部存儲的波形數據長度；根據外部存儲的波形數據的起始波形數據點相位地址累加出下一個波形數據點的相位地址；根據所述的波形數據長度，將所述的相位地址映射到外部存儲的波形數據地址上；將外部存儲的波形數據經數模轉換處理后構造波形輸出。用于根據任意波形采樣點的數量，重構出一種既不使波形失真又能充分利用存儲空間的存儲深度控制機制，既可以滿足存放更多短波形的要求又可以滿足存放長波形的要求。
文檔編號H03L7/00GK101131594SQ200610112620
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月25日 優先權日2006年8月25日
發明者李維森, 悅 王, 王鐵軍 申請人:王 悅;王鐵軍;李維森