专利名称：一种查表优化方法及数字控制振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及数控振荡器，具体涉及一种查表优化的方法和利用该查表优化方法的 数字控制振荡器。
背景技术：
在模拟电视高频头接受端接收的音频信号，包括FM，OTCAM等制式的音频信号， 需要经过解调后才能完成最后的数字解码。为了满足后面的数字解码，NCO(Numerical controlled oscillator，数字控制振荡器)可用来满足不同信号的解调。NCO执行信号与 复数正弦之间的乘法，实现一种频率的转换成另外一种频率的功能。正弦数值的采样样本 被存储在查找表内，查找表被存储在存储器中，例如存储在传统的RAM(随机存取存储器0 或ROM(只读存储器)中。目前，NCO的实现方式常常采用逐步逼近的方式，计算出最接近 音频载波频率的值，作为解调的载波频率。但由于这种方法实现的准确性与逼近的程度有 关，为了提高精度，需要增加NCO表格的存储量和硬件开销。此外，也有根据信号的最小步 进值制作的通用NCO表格，这种NCO表格虽然通用性很高，但是对于需要应用在实时解码的 芯片来说，效率又显得过低，无法满足实际的应用。对于上述方法的缺点，为了获得对应载波频率的精确值，也有将NCO模块根据接 受信号特定的载波频率设定一张特定的NCO表格，与载波频率一一对应，这种方法虽然解 调过程快捷，成本不高，但是局限性很大，一旦载波频率发生变化，这张NCO表格就作废了。 对于不同制式下的常用的模拟电视音频，存在着9种不同的载波频率，若设计时采用每种 制式对应自己的一套NCO表格，所要存储的表格数据量将非常大，造成解码芯片的成本过 尚ο
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种查表优化方法及数字控制振荡器。对于特定 范围音频载波频率，这种查表优化方法在电视模拟音频解调领域最大限度的优化了表格， 而利用查表优化方法的数字控制振荡器不但提高音频载波频率解调算法的通用性，加快寻 址速度，减少存储量，而且降低芯片成本。为解决上述技术问题，本发明目的是提供的一种利用查表优化方法，用于数字控 制振荡器，所述查表优化方法包括以下步骤a.用基准表格表示不同电视音频载波频率对 应的NCO表格；b.将所述基准表格缩小优化至四分之一长度，其他非基准表格从所述基准 表格中取得；c.按照正弦规律性，将所述基准表格进一步优化存储，使得一次寻址便得到 正弦值和余弦值。进一步地，所述用基准表格表示不同电视音频载波频率对应的NCO表格的方法， 包括以下步骤al.计算出不同电视音频载波频率所对应的表格长度，列出表格长度列表； a2.从所述表格长度列表中选取数值最大的表格长度所对应的表格作为基准表格，按照公 式
sin [ (2nfc (b) π ) /fj = sin [2 (N+fc (a)) π /fs] = sin [ (2fc (a) π ) /fj其中，f。(b)为基准表格对应的电视音频载波频率，fc(a)为需要在基准表格中寻 址的其他电视音频载波频率，η和N为整数，η = 0，1，2，…，取所述基准表格对应的电视音频载波频率为f。(b)，所述其他电视音频载波频率 代入所述公式中的f。(a)n从0开始取值，当所述公式右方N第一次出现整数时，此时表示 fc(a)的NCO表格能够通过f。(b)所对应的基准表格表示。当所述数值最大的表格长度有 两个以上时，选取其中一个所对应的表格作为基准表格。当所述其他电视音频载波频率的 表格不能用一个基准表格表示时，在所述其他电视音频载波频率的范围内，按照所述用基 准表格表示不同电视音频载波频率对应的NCO表格的方法重新找出另一个基准表格，直至 所有所述其他电视音频载波频率的表格都可以找到对应的基准表格表示。更进一步地，所述按照正弦规律性，将所述基准表格进一步优化存储，使得一次寻 址便得到正弦值和余弦值的方法，包括以下步骤Cl.取优化后的基准表格长度为w，将sin和COS值的所述输入索引值对应到优化 后的表格中的索弓丨，规律为输入索引(O-(w-l)-l)，sin值索引=输入索引，cos值索引=(w-1)-输入索引；输入索引(w-1-2 (w-1)-1)，sin值索引=2 (w-1)-输入索引，cos值索引=输入索引-(w-1)；输入索引O (w-1)-3 (w-1)-1)，sin 值索引=输入索引-2 (w-1)，cos值索引=3 (w-1)-输入索引；输入索引(3(w-1)-4 (w-1)-1)，sin 值索引=4 (w-1)-输入索引，cos值索引=输入索引-3 (w-1)；c2.根据表格存储的规律，优化后的表格的地址范围是(O-(w-l)/2)，根据Cl得到 的索引值对表格进行寻址，规律为sin值索引(O-(w-l)/2)以sin值索引寻址得值，高位字节为sin表值，低位字节 取负为COS值；cos值索引(O-(w-l)/2)以cos值索引寻址得值，高位字节为cos表值，低位字节 为sin值；c3.重置得到的sin和cos值的符号位，规律为输入索引(O-(W-I)-I):sin 值=sin 值；cos 值=-cos 值；输入索引(w-1-2(w-l)-l) :sin 值=sin 值；cos 值=cos 值；输入索引O (w-1)-3 (w-l)-l) :sin 值=_s in 值；cos 值=cos 值；输入索引(3(w-1)-4 (w-l)-l) :sin 值=-sin 值；cos 值=-cos 值。所述不同电视音频载波频率包括9种不同的载波频率，分别为5. 742MHz,6. 5MHz、 6. 258MHz、4. 5MHz、4. 724MHz、5. 85MHz、6. 552MHz 和 6. OMHz。本发明的另外一个目的提供了一种利用上述查表优化方法的数字控制振荡器，包 括表格单元，设置在ROM中，存储所述查表优化方法优化后的NCO表格数据；计数单元，接 收输入电视音频载波频率，并对所述输入电视音频载波频率的进行计数，作为索引值；寻址 单元，所述寻址单元根据所述输入音频载波频率以及所述索引值，对所述表格单元进行寻
5址，得到所需的NCO表格数据；拆分单元，接收所述所需的NCO表格数据，并将所述所需的 NCO表格数据拆分为正弦值和余弦值；乘法单元，接收所述正弦值和所述余弦值，并分别与 输入电视音频载波频率进行乘法运算，分别得到第一正交分量值和第二正交分量值。所述NCO表格数据保存电视音频载波频率为5. 5MHz对应的基准表格和电视音频 载波频率为6. 258MHz对应的基准表格。所述NCO表格数据能够表示9种不同的电视音 频载波频率所对应的表格，所述9种不同的电视音频载波频率分别为5. 742MHz,6. 5MHz、 6. 258MHz、4. 5MHz、4. 724MHz、5. 85MHz、6. 552MHz 和 6. OMHz。本发明所提供的一种用于数字控制振荡器的查表优化方法，该方法根据不同的载 波NCO表格之间的关联性，寻找出可以包容不同NCO表格的基准表格，并将基准表格进一步 优化为原有四分之一长度，这种方法不但实现与音频载波频率的精确匹配，并将NCO表格 的存储面积降到最小。此外，利用正弦值的特性，将优化后的表格进行组合存储，以便一次 寻址可以得到对应的正弦和余弦的两个表值，减少了一半的寻址过程。本发明所提供的利用该查表优化方法的数字控制振荡器实现了在电视音频解调 领域最大限度的优化了表格，达到与载波频率的精确匹配，加快了寻址速度，减少了存储 量，降低了芯片成本，同时提高了解调算法的通用性，可以满足全世界大部分模拟电视音频 制式的解调。
图1为本实施例所提供的一种利用查表优化的方法的数字控制振荡器的结构示 意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。本实施例提供了一种利用查表优化的方法的数字控制振荡器，如图1所示，该数 控振荡器(Numerical controlled oscillator, NC0)包括计数单元2、寻址单元3、表格单 元4、拆分单元5和乘法单元6。计数单元2，接收输入电视音频载波频率1，并计算输入电视 音频载波频率1的输入的索引值；表格单元4设置在ROM中，存储优化后的NCO表格数据； 寻址单元3根据当前输入电视音频载波频率以及索引值计算其在基准表格的查表索引，根 据查表索引找到对应表值并取出；拆分单元5是将从表格单元4中取出表值，并将高低位拆 分，分别作为正弦值和余弦值，接着，在乘法单元6中，正弦值取负后与抽样后的电视音频 信号相乘、余弦值与抽样后的电视音频信号相乘，得到最终的正交分量值7和正交分量值 8，作为NCO的输出值。本实施例的数字控制振荡器，只要针对模拟电视音频信号，故在数控 振荡器处理之前还需要在前端加入模数转换器，对该模拟电视音频信号进行模数转换。目前常用的模拟电视音频包括9种不同的音频载波频率，分别为5.5MHz、 5. 742MHz、6· 5ΜΗζ、6· 257ΜΗζ、4· 5ΜΗζ、4· 724ΜΗζ、5· 85MHz (NiCAM 制式)、6· 552MHz (NiCAM 制 式)和6. OMHz，本实施例根据这9种不同的音频载波频率按照模拟电视音频解调NCO表格 进行优化计算。对于不同制式的载波频率，根据公式
权利要求
1.一种查表优化方法，用于数字控制振荡器，其特征在于，所述查表优化方法包括以下 步骤a.用基准表格表示不同电视音频载波频率对应的NCO表格；b.将所述基准表格缩小优化至四分之一长度，其他非基准表格从所述基准表格中取得；c.按照正弦规律性，将所述基准表格进一步优化存储，使得一次寻址便得到正弦值和 余弦值。
2.如权利要求1所述的查表优化方法，其特征在于，所述步骤a包括以下步骤 al.计算出不同电视音频载波频率所对应的表格长度，列出表格长度列表；a2.从所述表格长度列表中选取数值最大的表格长度所对应的表格作为基准表格，按sin[(2nfc(b) Ji)/fs] = sin [2 (N+fc (a)) π/f J = sin[(2fc(a) Ji)/fj 其中，f。(b)为基准表格对应的电视音频载波频率，f。(a)为需要在基准表格中寻址的 其他电视音频载波频率，η和N为整数，η = 0,1,2,…，取所述基准表格对应的电视音频载波频率为f。(b)，所述其他电视音频载波频率代入 所述公式中的f。(a) η从0开始取值，当所述公式右方N第一次出现整数时，此时表示f。(a) 的NCO表格能够通过f。(b)所对应的基准表格表示。
3.如权利要求2所述的查表优化方法，其特征在于，当所述数值最大的表格长度有两 个以上时，选取其中一个所对应的表格作为基准表格。
4.如权利要求2或3所述的查表优化方法，其特征在于，当所述其他电视音频载波频率 的表格不能用一个基准表格表示时，在所述其他电视音频载波频率的范围内，按照所述用 基准表格表示不同电视音频载波频率对应的NCO表格的方法重新找出另一个基准表格，直 至所有所述其他电视音频载波频率的表格都可以找到对应的基准表格表示。
5.如权利要求1所述的查表优化方法，其特征在于，所述步骤c包括以下步骤cl.取优化后的基准表格长度为w，将sin和cos值的所述输入索引值对应到优化后的 表格中的索引，规律为输入索引(O-(w-l)-l)，sin值索引=输入索引， cos值索引=(w-1)-输入索引；输入索引(w-1-2 (w-1)-1)，sin值索引=2 (w-1)-输入索引， cos值索引=输入索引-(w-1)；输入索引O (w-1)-3 (w-1)-1)，sin值索引=输入索引-2 (w-1)， cos值索引=3(w-l)_输入索引；输入索引(3 (w-1)-4 (w-1)-1)，sin值索引=4 (w-1)-输入索引， cos值索引=输入索引-3 (w-1)；c2.根据表格存储的规律，优化后的表格的地址范围是(O-(w-l)/2)，根据步骤cl得到 的索引值对表格进行寻址，规律为sin值索引(O-(w-l)/2)以sin值索引寻址得值，高位字节为sin表值，低位字节取负 为COS值；COS值索引(0-(w-l)/2)以cos值索引寻址得值，高位字节为cos表值，低位字节为sin 值；c3.重置得到的sin和cos值符号位，规律为输入索引(O-(W-I)-I) =Sin 值=Sin 值；cos 值=-cos 值；输入索引(w-1-2 (w-l)-l) :sin 值=sin 值；cos 值=cos 值；输入索引 O (w-1)-3 (w-l)-l) :sin 值=-sin 值；cos 值=cos 值；输入索引(3 (w-1)-4 (w-l)-l) :sin 值=-sin 值；cos 值=-cos 值。
6.如权利要求3所述的查表优化方法，其特征在于，所述不同电视音频载波频率包 括 9 种不同的载波频率，分别为 5. 742MHz、6. 5MHz、6. 258MHz、4. 5MHz、4. 724MHz、5. 85MHz、 6. 552MHz 和 6. OMHz。
7.一种利用如权利要求1所述查表优化方法的数字控制振荡器，其特征在于，包括表格单元，设置在ROM中，存储所述查表优化方法优化后的NCO表格数据；计数单元，接收输入电视音频载波频率，并对所述输入电视音频载波频率的进行计数， 作为索引值；寻址单元，所述寻址单元根据所述输入音频载波频率以及所述索引值，对所述表格单 元进行寻址，得到所需的NCO表格数据；拆分单元，接收所述所需的NCO表格数据，并将所述所需的NCO表格数据拆分为正弦值 和余弦值；乘法单元，接收所述正弦值和所述余弦值，并分别与输入电视音频载波频率进行乘法 运算，分别得到第一正交分量值和第二正交分量值。
8.如权利要求7所述的数字控制振荡器，其特征在于，所述NCO表格数据保存电视音频 载波频率为5. 5MHz对应的基准表格数据和电视音频载波频率为6. 258MHz对应的基准表格 数据。
9.如权利要求7所述的数字控制振荡器，其特征在于，所述NCO表格数据能够表示 9种不同的电视音频载波频率所对应的表格，所述9种不同的电视音频载波频率分别为 5. 742MHz、6· 5ΜΗζ、6· 258ΜΗζ、4· 5ΜΗζ、4· 724ΜΗζ、5· 85ΜΗζ、6· 552ΜΗζ 和 6· OMHz。
全文摘要
本发明目提供了的一种查表优化方法，包括以下步骤a.用基准表格表示不同电视音频载波频率对应的NCO表格；b.将基准表格缩小优化至四分之一长度，其他非基准表格从所述基准表格中取得；c.按照正弦规律性，将基准表格进一步优化存储，使得一次寻址便得到正弦值和余弦值。本发明还提供了一种利用上述查表优化方法的数字控制振荡器，包括表格单元，设置在ROM中，存储查表优化方法优化后的NCO表格数据；计数单元，对输入电视音频载波频率的进行计数，作为索引值；寻址单元，对表格单元进行寻址，得到所需的NCO表格数据；拆分单元，将所需的NCO表格数据拆分为正弦值和余弦值；乘法单元，接收正弦值和余弦值，并分别与输入电视音频载波频率进行乘法运算。
文档编号H04N5/60GK102098470SQ20091020030
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者顾丽娟 申请人:无锡华润矽科微电子有限公司