高准确度正余弦波及频率产生器及相关系统及方法

高准确度正余弦波及频率产生器及相关系统及方法
【专利摘要】本发明提供高准确度正余弦波及频率产生器及相关系统及方法。在本文中所揭示的非限制性实施例中，正余弦波产生器可提供用于具有低硬件成本及小查找表要求的正余弦波产生的高度准确的正余弦值。本文中所揭示的实施例可包含用以基于相位输入进行正余弦曲线的算术近似的电路。所述电路可与点查找表及校正查找表通信。所述表可接收所述相位输入及将所述相位输入与同相位相关联的主正余弦端点匹配及与所述相位的校正值匹配。可将基于所述相位输入选择的这些值传达给转换器电路，在此电路中将算术功能应用于所述值，从而产生正余弦曲线值。
【专利说明】高准确度正余弦波及频率产生器及相关系统及方法
[0001] 优先权申请
[0002] 本申请案主张2012年1月18日申请的标题为"高准确度正余弦波及频率产生器 及相关系统及方法（HIGH ACCURACY SIN-COS WAVE AND FREQUENCY GENERATORS，AND RELATED SYSTEMS AND METHODS) "的第61/587, 689号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的 全文特此以引用的方式并入本文中。

【技术领域】
[0003] 本发明的技术涉及基于正弦及余弦值计量频率信号的频率产生器。

【背景技术】
[0004] 在众多行业中，常见使用各种方法从现有或产生的输入信号近似正弦（Sin)及/ 或余弦（cos)(正余弦）波信号。此信号近似用于数据及语音通信，包含电信及娱乐行业中 的音频及视觉通信。其它用途可包含为用于开发及制造电子组件或用于对有故障电子组件 进行故障检测的测试设备提供信号。使用信号近似的一个实例实施于具有音调产生器的调 制解调器中。产生的音调可用于快速傅立叶变换旋转因子产生、频移校正及多普勒频移校 正。
[0005] 先前已按各种程度的精度及效率实施正余弦波信号近似的各种实施方案。常见方 法为提供预计算（正余弦）值的极大查找表，其中近似的准确度取决于表的大小（即，预计 算值的数目）。传统上，查找表的大小约为，导致指数级变大的表，而准确度增加很 小。在一些情况下，大查找表已与线性内插配对以减少其大小。与多项式曲线拟合组合的 系数的表也已用以近似曲线。然而，硬件成本增加，因为需要更多表，且多项式方程增加了 计算的复杂度。无限脉冲响应（IIR)滤波器可产生正弦波，但递归计算的稳定性具有高的 精度衰减速率，即使仅在少数循环内是需要的。
[0006] 在近似正余弦波的现有方法中的任一者的情况下，在准确度、成本及效率之间会 有权衡。为了实现更大准确度，可存储更多数据及/或可执行更复杂计算。这可导致基于 所需硬件的量及复杂度的较高硬件成本及对处理时间及能力的增加需求。因此，需要开发 可近似正余弦波信号同时实现高准确度等级而不会招致成本的典型增加及效率的降低的 频率产生器。


【发明内容】

[0007] 详细描述中所揭示的实施例包含高准确度正弦及/或余弦（正余弦）波及频率产 生器及相关系统及方法。在本文中所揭示的非限制性实施例中，正余弦波产生器可提供用 于具有低硬件成本及小查找表要求的正余弦波产生的高度准确的正余弦值。本文中所揭示 的实施例可包含用以基于相位输入进行正余弦曲线的算术近似的电路。所述电路可与点查 找表及校正查找表通信。所述表可接收所述相位输入及将所述相位输入与同相位相关联的 主正余弦端点匹配及与所述相位的校正值匹配。可将基于所述相位输入选择的这些值传达 给转换器电路，其中将算术功能应用于所述值，产生正余弦曲线值。
[0008] 就此方面，在一个实施例中，提供一种频率产生器。所述频率产生器包含相位累加 器，其经配置以产生表示相位角的相位信号。与所述相位累加器通信的正余弦转换器接收 所述相位信号作为相位输入。所述正余弦转换器产生正余弦曲线值作为转换器输出。所述 正余弦曲线值约等于在预定义容限内的所述相位角处的正余弦值。所述正余弦转换器进一 步包含点查找表，其具有在第一角度范围中处于预定义间隔的主正余弦端点。所述主正余 弦端点中的每一者包括在所述间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值。所述正余弦转 换器还包含校正查找表，其具有表示在所述点查找表中的两个相关联的主正余弦端点之间 的第二角度范围中处于间隔的次正余弦端点之间的差的多个校正值，及在所述间隔当中的 给定角度处的所述正余弦曲线值的近似。所述正余弦转换器的点选择电路从所述点查找表 提供与所述相位角的第一侧相关联的第一主正余弦端点，及与所述相位角的第二侧相关联 的第二主正余弦端点。所述正余弦转换器的校正选择电路从所述校正查找表提供与所述第 一主正余弦端点相关的第一校正值及与所述第二主正余弦端点相关的第二校正值。所述正 余弦转换器的转换器电路在转换器输出信号中基于所述第一及第二主正余弦端点及所述 第一及第二校正值提供在所述相位角处的所述正余弦曲线值。以此方式，可从主正余弦端 点计算所述校正值，所述主正余弦端点可被重复应用于具有相同校正值的相位角而不必存 储整个单位圆的大量正余弦值。
[0009] 在另一实施例中，提供一种频率产生器。所述频率产生器包括用于产生表示相位 角的相位信号的装置。所述频率产生器还包括用于接收所述相位信号作为相位输入的装 置。所述频率产生器还包括用于产生正余弦曲线值作为输出的装置，所述正余弦曲线值约 等于在预定义容限内的所述相位角处的正余弦值。所述频率产生器还包括用于存储点查找 表的装置，所述点查找表包括在第一角度范围中处于预定义间隔的主正余弦端点，所述主 正余弦端点中的每一者包括在所述预定义间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值。所 述频率产生器还包括用于存储校正查找表的装置，所述校正查找表包括表示在所述点查找 表中的两个相关联的主正余弦端点之间的第二角度范围中处于所述预定义间隔的第一次 正余弦端点之间的差的多个校正值，及在所述预定义间隔当中的给定角度处的所述正余弦 曲线值的近似。所述频率产生器还包括用于从所述点查找表选择与所述相位角的第一侧相 关联的第一主正余弦端点及与所述相位角的第二侧相关联的第二主正余弦端点的装置。所 述频率产生器还包括用于从所述校正查找表选择与所述第一主正余弦端点相关的第一校 正值及与所述第二主正余弦端点相关的第二校正值的装置。所述频率产生器还包括用于在 用于产生正余弦曲线值输出信号的装置中基于所述第一及第二主正余弦端点及所述第一 及第二校正值产生在所述相位角处的所述正余弦曲线值的装置。
[0010] 在另一实施例中，提供一种产生频率信号的方法。所述方法包含经由相位累加器 产生表示相位角的相位信号及在正余弦转换器电路处接收所述相位信号作为相位输入。所 述方法还包含在转换器电路处从点查找表接收与所述相位角的第一侧相关联的第一主正 余弦端点及与所述相位角的第二侧相关联的第二主正余弦端点，所述点查找表包括在第一 角度范围中处于预定义间隔的主正余弦端点，所述主正余弦端点中的每一者包括在所述间 隔当中的给定角度处的正余弦曲线值。所述方法还包含在所述正余弦转换器电路处从校正 查找表接收与所述第一主正余弦端点相关的第一校正值及与所述第二主正余弦端点相关 的第二校正值，所述校正查找表包括表示在所述点查找表中的两个相关联的主正余弦端点 之间的第二角度范围中处于间隔的第一次正余弦端点之间的差的校正值，及在所述间隔当 中的给定角度处的所述正余弦曲线值的近似。所述方法进一步包含产生所述正余弦曲线值 作为转换器输出。所述正余弦曲线值基于所述第一及第二主正余弦端点及所述第一及第二 校正值约等于在预定义容限内的所述相位角处的正余弦值。
[0011] 在另一实施例中，提供一种计算机可读媒体。所述计算机可读媒体上存储有计算 机可执行指令以致使频率产生器产生表示相位角的相位信号，及接收所述相位信号作为相 位输入。所述计算机可执行指令进一步致使所述频率产生器从点查找表接收与所述相位角 的第一侧相关联的第一主正余弦端点及与所述相位角的第二侧相关联的第二主正余弦端 点，所述点查找表包括在第一角度范围中处于预定义间隔的主正余弦端点，所述主正余弦 端点中的每一者包括在所述间隔当中的给定角度处的正余弦曲线值。所述计算机可执行指 令进一步致使所述频率产生器从校正查找表接收与所述第一主正余弦端点相关的第一校 正值及与所述第二主正余弦端点相关的第二校正值，所述校正查找表包括表示在所述点查 找表中的两个相关联的主正余弦端点之间的第二角度范围中处于间隔的第一次正余弦端 点之间的差的校正值，及在所述间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值的近似。所述 计算机可执行指令进一步致使所述频率产生器产生所述正余弦曲线值作为转换器输出，所 述正余弦曲线值基于所述第一及第二主正余弦端点及所述第一及第二校正值约等于在预 定义容限内的所述相位角处的正余弦值。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 图1为与用于高准确度正余弦波产生的示范性正弦-余弦（正余弦）转换器通信 的相位累加器的框图；
[0013] 图2为用于高准确度正余弦波产生的示范性正余弦转换器的框图，所述高准确度 正余弦波产生使用用于主正余弦端点的点查找表及用于确定主正余弦端点之间的正余弦 值的校正查找表；
[0014] 图3为分割成31 /4弧度的8个区段的示范性2 31弧度单位圆的图；
[0015] 图4为由π /32弧度区段细分的图3的2 π弧度单位圆的示范性Ji /4弧度扇区 的图，所述η/32弧度区段各自具有主正余弦端点；
[0016] 图5为用于高准确度正弦波产生的另一示范性正余弦转换器的框图，所述高准确 度正弦波产生使用用以产生主正余弦点的大小减小的正余弦值查找表以及用以确定中间 点的单独校正查找表；
[0017] 图6为用于高准确度正弦波产生的另一示范性正余弦转换器的框图，所述高准确 度正弦波产生使用额外增量校正查找表，所述额外增量校正查找表包括表示校正值查找表 的两个相关联的校正值之间的差的多个增量校正值；及
[0018] 图7为可包含本文中揭示的用于高准确度正余弦波产生的示范性正余弦转换器 的示范性基于处理器的系统的框图。

【具体实施方式】
[0019] 现参看图式，描述了本发明的若干示范性实施例。词"示范性"在本文中用以意谓 "充当实例、例子或说明"。本文中描述为"示范性"的任何实施例不一定要解释为相比其它 实施例优选或有利。
[0020] 详细描述中所揭示的实施例包含高准确度正弦及/或余弦（正余弦）波及频率产 生器及相关系统及方法。在本文中所揭示的非限制性实施例中，正余弦波产生器可提供用 于具有低硬件成本及小查找表要求的正余弦波产生的高度准确的正余弦值。本文中所揭示 的实施例可包含用以基于相位输入进行正余弦曲线的算术近似的电路。所述电路可与点查 找表及校正查找表通信。所述表可接收所述相位输入及将所述相位输入与同相位相关联的 主正余弦端点匹配及与所述相位的校正值匹配。可将基于所述相位输入选择的这些值传达 给转换器电路，其中将算术功能应用于所述值，产生正余弦曲线值。
[0021] 就此方面，在一个实施例中，提供一种频率产生器。所述频率产生器包含相位累加 器，其经配置以产生表示相位角的相位信号。与所述相位累加器通信的正余弦转换器接收 所述相位信号作为相位输入。所述正余弦转换器产生正余弦曲线值作为转换器输出。所述 正余弦曲线值约等于在预定义容限内的所述相位角处的正余弦值。所述正余弦转换器进一 步包含点查找表，其具有在第一角度范围中处于预定义间隔的主正余弦端点。所述主正余 弦端点中的每一者包括在所述间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值。所述正余弦转 换器还包含校正查找表，其具有表示在所述点查找表中的两个相关联的主正余弦端点之间 的第二角度范围中处于间隔的次正余弦端点之间的差的多个校正值，及在所述间隔当中的 给定角度处的所述正余弦曲线值的近似。所述正余弦转换器的点选择电路从所述点查找表 提供与所述相位角的第一侧相关联的第一主正余弦端点，及与所述相位角的第二侧相关联 的第二主正余弦端点。所述正余弦转换器的校正选择电路从所述校正查找表提供与所述第 一主正余弦端点相关的第一校正值及与所述第二主正余弦端点相关的第二校正值。所述正 余弦转换器的转换器电路基于所述第一及第二主正余弦端点及所述第一及第二校正值提 供在所述相位角处的所述正余弦曲线值。以此方式，可从主正余弦端点计算所述校正值，所 述主正余弦端点可被重复应用于具有相同校正值的相位角而不必存储整个单位圆的大量 正余弦值。
[0022] 就此方面，图1为示范性频率产生器10的框图。频率产生器包含与具有低硬件成 本及小查找表要求的示范性高准确度正余弦产生器12通信的相位累加器11，如下文更详 细论述的。相位累加器11经配置以接收输入信号14以产生正余弦值。相位累加器11经配 置以接收输入信号14且产生表不输入信号14的相位角的相位信号16。相位累加器11可 包含用于将相位累加器11的输入信号14与先前输出（相位信号）16-起求和的加法器。 相位累加器11包含例如寄存器等存储单元18,其用于存储由相位累加器11产生的相位信 号16表示的相位值。相位累加器11以周期性间隔产生相位信号16,所述相位信号包含从 存储单元18获得的与输入信号14求和的先前相位信号16。所得相位信号16为离散波形 且提供表示相位角的相位信号的离散例子。相位累加器11的实施方案可变化。举例来说， 相位累加器11的组件的先前实例可由各种硬件或软件配置体现。
[0023] 继续参看图1，将表示输入信号14的相位角的相位信号16输入到正余弦转换器 12中。正余弦转换器12产生正余弦曲线值作为转换器输出信号20。由转换器输出信号 20表示的正余弦曲线值可约等于在预定义容限内由相位信号16表示的相位角处的正余弦 值。本发明的剩余部分提供了低成本正余弦转换器12的示范性实施例及实例，其能够基于 从相位信号16导出的相位输入22(见图2、5及6)产生高度准确的正余弦曲线值。
[0024] 就此方面，图2为可用于图1的频率产生器10中的示范性正余弦转换器12(1)的 框图。在此实施例中，正余弦转换器12(1)归因于用以将相位输入22转换成转换器输出信 号20中的由在相位输入22的相位角处的正余弦曲线的正弦值及余弦值组成的正余弦值的 大小很小的查找表而具有低硬件成本。在此实施例中，正余弦转换器12(1)包含点查找表 26、校正查找表28及转换器电路30。点查找表26含有对应于单位圆32 (见图3)上的各种 点的至少一个数据集，且校正查找表28含有对应于单位圆32上的两个点之间的各种角度 的校正值48的至少一个数据集。点查找表26及校正查找表28的数据集可由各种数据结 构实施或存储于各种形式的存储器上。
[0025] 点查找表26包含在第一角度范围38 (见图3及4)中处于预定义间隔36 (见图4) 的主正余弦端点34(见图4)。主正余弦端点34中的每一者包括在预定义间隔36当中的 给定相位角处的正余弦曲线值。因此，点查找表26中提供给定相位角的正弦（sin)值及余 弦（cos)值。取决于正弦波产生所要的准确度等级，可为预定数目个有效位提供主正余弦 端点34。类似地，预定义间隔36的数目及大小将确定点查找表26中的主正余弦端点34的 数目。以较小预定义间隔36存在更多的值可增加正弦波产生的准确度。
[0026] 可预计算及存储或硬编码主正余弦端点34,以使得在产生正弦波时，并不一定要 在需要主正余弦端点34的时刻计算这些主正余弦端点34。此方法可减少产生正弦波所需 要的硬件的成本，因为其消除了硬件计算主正余弦端点34的需要。通过相同符记，还减少 了处理能力及时间的成本，因为替代运行费力及耗时的计算，仅存取及读取主正余弦端点 34。
[0027] 如果第一角度范围38很大及/或预定义间隔36很小，那么点查找表26可变得非 常大，需要大量的存储器来存储主正余弦端点34。本文中在准确度与效率之间会有权衡。 为了减少存储于点查找表26中的值同时维持高准确度等级，在一个实施例中，可利用单位 圆32内的主正余弦端点34存在的三角恒等式。就此方面，图3为分割成π /4弧度（或45 度）的8个区段的2 π弧度单位圆32的图。
[0028] 在π/4弧度区段中的每一者中，重复在给定角度处的主正余弦端点34。然而，可 求反或在正弦与余弦值之间切换主正余弦端点34。如果考虑到差异，如本文中进一步所论 述，那么点查找表26可含有表示第一角度范围38当中的给定角度的所有主正余弦端点34 所必要的值的1/8。此实例中论述的单位圆32的分割并不意谓是详尽的，且单位圆32的其 它分割能够利用三角恒等式减少点查找表26的大小，同时维持所要准确度等级。
[0029] 就此方面，且继续此实例，图4为由π/32弧度区段（预定义间隔36(0)到36 (7)) 细分的图3的2 π弧度单位圆32的π /4弧度区段（第一角度范围38)的图，π /32弧度 区段各自具有主正余弦端点34(0)到34(7)。将π/4弧度区段分割成π/32弧度的八个 预定义间隔36 (0)到36 (7)导致将十六个（16)主正余弦端点34 (0)到34 (7)(八个⑶正 弦值及八个（8)余弦值或八个（8)正余弦曲线值）存储于点查找表26中。利用单位圆32 的三角恒等式及此实例中单位圆32已分割成八个（8)区段的事实，点查找表26的十六个 (16)值可用以表示在单位圆32上的不同角度处的128个主正余弦端点34(0)到34(127) (六十四个（64)正弦值及六十四个（64)余弦值或六十四个（64)正余弦曲线值）。
[0030] 就此方面，图2中的点查找表26可包含用于从点查找表26提供与相位输入22的 相位角的任一侧相关联的主正余弦端点34的点选择电路40。点选择电路40的组件可包含 选择器42、切换器44及非元件46。可实施选择器42以选择与代表第一角度范围38内的 等效相位角的相位输入22的参考相位角相关的主正余弦端点34。因此，即使相位输入22 的相位角在第一角度范围38之外，可选择正确相关联的主正余弦端点34。可实施切换器 44及非元件46以考虑到求反或在正弦与余弦值之间切换主正余弦端点34,同时利用其三 角恒等式。可实施切换器44以在必要时切换与相位输入22的相位角相关的主正余弦端点 34值。可实施非元件46以在必要时求反与相位输入22的相位角相关的主正余弦端点34 值中的一或两者。用以切换或求反主正余弦端点34值的确定取决于由相位输入22提供的 相位角，因为相位角可将最终主正余弦端点34置于单位圆32的不同于存储于点查找表26 中的主正余弦端点的区段中。
[0031] 归因于效率及准确度顾虑，单独的点查找表26可不足以产生所要准确度的正余 弦值。如果点查找表26很大，那么效率会受影响，且如果点查找表26很小，那么准确度会 受影响。在一个实施例中，校正查找表28可结合点查找表26使用以实现准确度及效率两 者。校正查找表28可包含表示在点查找表26中的两个邻近主正余弦端点34之间的第二 角度范围中处于间隔的次正余弦端点34之间的差的值48的数值校正，及在第二角度范围 中的间隔当中的给定角度处的正余弦曲线值的近似。类似点查找表26,取决于正弦波产生 所要的准确度等级，可为预定数目个有效位给出校正查找表28的校正值48。类似地，在第 二角度范围中的间隔的数目及大小将确定校正查找表28中的校正值48的数目，其中在较 小间隔处存在更多值可增加正弦波产生的准确度。
[0032] 再次，类似于主正余弦端点34,可预计算及存储或硬编码校正值48,以使得当产 生正弦波时，不一定要在需要校正值48的时刻计算这些校正值48。校正值48的此预确定 及存储可减少产生正弦波所需要的硬件的成本，因为其消除了硬件计算校正值48的需要。 还减少了处理能力及时间的成本，因为替代运行费力及耗时计算，唯一需要的就是存取及 读取校正值48。
[0033] 如果校正查找表28变得太大，那么校正值48仍可存在问题。这可在第二角度范 围中的预定义间隔36很小的情况下发生，需要大量的存储器来存储校正值48。然而，校正 值48的计算的特征允许存储主正余弦端点34的正弦及余弦值两者的单个数据集，消减存 储器要求，如本文中进一步论述的。
[0034] 在一个实施例中，可使用两个主正余弦端点34之间的相位角的正余弦曲线值的 近似。然而，计算或存储甚至第一角度范围38的各种预定义间隔36内的众多相位角的近 似可能成本高。本文中确定为了减少产生产生准确正弦波的成本（而不是使用近似自身）， 校正值48可从近似计算且被重复应用于各种重复角度范围内的多个预定义间隔36内的类 似相位角。借此，仅必须针对第一角度范围38的一个预定义间隔36计算及存储校正值48。
[0035] 示范性实施例应用了利用布内门恒等式的方法，其中基于三角恒等式，如果在未 知值（'a'）的任一侧上等距的两个点（'d'及'-d'）是已知的，那么存在对其间的值的 精确解决方案 ： ^ e.!(a+d) ej{a-d)
[0036] eja 二-- 2 cos d
[0037] 此恒等式可用以确定两个其它已知正余弦端点34之间的正余弦端点34值。因此， 以一对主正余弦端点34开始，在所述的一对主正余弦端点34之间可递归地应用以下等式 以确定次正余弦端点34。接着，可在所述对中的两个主正余弦端点34中的一者与次正余 弦端点34之间应用等式以确定另一正余弦端点34,且接着甚至在两个次正余弦端点34之 间应用等式以确定又一次正余弦端点34,如下文所示（'Λ '是角度'X'的每一侧上的距 离）。
[0038]

【权利要求】
1. 一种频率产生器，其包括： 相位累加器，其经配置以产生表示相位角的相位信号；及 正余弦转换器，其经配置以接收所述相位信号作为相位输入，及产生正余弦曲线值作 为转换器输出，所述正余弦曲线值约等于在预定义容限内的所述相位角处的正余弦值；及 所述正余弦转换器，其包括： 点查找表，其包括在第一角度范围中处于预定义间隔的主正余弦端点，所述主正余弦 端点中的每一者包括在所述预定义间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值； 校正查找表，其包括表示在所述点查找表中的两个相关联的主正余弦端点之间的第二 角度范围中处于所述预定义间隔的第一次正余弦端点之间的差的多个校正值，及在所述预 定义间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值的近似； 点选择电路，其经配置以从所述点查找表提供与所述相位角的第一侧相关联的第一主 正余弦端点及与所述相位角的第二侧相关联的第二主正余弦端点； 校正选择电路，其经配置以从所述校正查找表提供与所述第一主正余弦端点相关的第 一校正值及与所述第二主正余弦端点相关的第二校正值；及 转换器电路，其经配置以在转换器输出信号中基于所述第一及第二主正余弦端点及所 述第一及第二校正值提供在所述相位角处的所述正余弦曲线值。
2. 根据权利要求1所述的频率产生器，其中所述多个校正值中的每一者包括布内门恒 等式的基于正割的系数中的至少一者。
3. 根据权利要求2所述的频率产生器，其中所述系数围绕中央值从相反端来看大致互 为镜像，从而允许使用单个数据集来表示所有所述系数。
4. 根据权利要求1所述的频率产生器，其中在所述预定义间隔当中的所述给定角度处 的所述正余弦曲线值的所述近似包括产生第二次正余弦端点的线性内插。
5. 根据权利要求1所述的频率产生器，其中所述主正余弦端点处于所述预定义间隔的 所述第一角度范围横跨单位圆的η/4弧度。
6. 根据权利要求5所述的频率产生器，其中所述相位输入进一步表示与所述相位角相 关的所述单位圆的区段，且 其中所述点选择电路进一步包括： 选择器，其经配置以选择与代表所述第一角度范围内的等效相位角的参考相位角相关 的所述主正余弦端点； 切换器，其经配置以在必要时切换与所述相位角相关的主正余弦端点值；及 非元件，其经配置以在必要时求反与所述相位角相关的所述主正余弦端点值。
7. 根据权利要求1所述的频率产生器，其中： 所述点选择电路包括多个第一点输出； 所述校正选择电路包括多个校正输出；及 所述转换器电路进一步包括： 与所述第一点输出中的相应者及所述校正输出中的相应者通信的第一初级乘法器，其 经配置以将由点输出及校正输出提供的值相乘，且具有第一初级乘法器输出； 与所述第一初级乘法器输出通信的第一减法器，其经配置以使由所述第一初级乘法器 提供的所述值相减，且具有第一减法器输出； 与所述第一减法器输出及所述相位累加器通信的第一次级乘法器，其经配置以将由所 述第一减法器提供的所述值与所述相位输入相乘，且具有第一次级乘法器输出；及 与所述第一初级乘法器输出、所述第一点输出中的一者及所述第一次级乘法器输出通 信的第一初级加法器，其经配置以将由每一输出提供的所述值相加。
8. 根据权利要求7所述的频率产生器，其中所述转换器电路经配置以连续提供所述正 余弦曲线值的正弦部分及余弦部分。
9. 根据权利要求7所述的频率产生器，其中： 所述点选择电路包括多个第二点输出；及 所述转换器电路进一步包括： 与所述第二点输出中的相应者及所述校正输出中的相应者通信的第二初级乘法器， 其经配置以将由所述第二点输出及所述校正输出提供的值相乘，且具有第二初级乘法器输 出； 与所述第二初级乘法器输出通信的第二减法器，其经配置以使由所述第二初级乘法器 提供的所述值相减，且具有第二减法器输出； 与所述第二减法器输出及所述相位累加器通信的第二次级乘法器，其经配置以将由所 述第二减法器提供的所述值与所述相位输入相乘，且具有第二次级乘法器输出；及 与所述第二初级乘法器输出、所述第二点输出中的一者及所述第二次级乘法器输出通 信的第二初级加法器，其经配置以将由每一输出提供的所述值相加。
10. 根据权利要求9所述的频率产生器，其中所述转换器电路经配置以并行提供所述 正余弦曲线值的正弦部分及余弦部分。
11. 根据权利要求7所述的频率产生器，其中所述正余弦转换器进一步包括： 增量校正查找表，其包括表示校正值查找表的两个相关联的校正值之间的差的多个增 量校正值，且具有多个增量校正输出； 与所述第一点输出中的相应者及所述增量校正输出中的相应者通信的第一三级乘法 器，其经配置以将由所述点输出及所述增量校正输出提供的值相乘，且具有第一三级乘法 器输出； 与所述第一三级乘法器输出及所述第一减法器输出通信的第一次级加法器，其经配置 以将由所述第一三级乘法器及所述第一减法器提供的所述值相加，且具有第一次级加法器 输出； 与所述第一次级加法器输出及所述相位累加器通信的第一四级乘法器，其经配置以将 由所述第一次级加法器提供的所述值与所述相位输入相乘，且具有第一四级乘法器输出； 及 其中所述第一初级加法器进一步与所述第一四级乘法器输出通信。
12. 根据权利要求1所述的频率产生器，其中在所述相位角处的所述正余弦值包括对 应正弦及余弦值。
13. 根据权利要求1所述的频率产生器，其被集成到半导体裸片中。
14. 根据权利要求1所述的频率产生器，其进一步包括选自由以下各者组成的群组的 装置：机顶盒、娱乐单元、导航装置、通信装置、固定位置数据单元、移动位置数据单元、移动 电话、蜂窝式电话、计算机、便携式计算机、桌上型计算机、个人数字助理PDA、监视器、计算 机监视器、电视、调谐器、收音机、卫星收音机、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播 放器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频光盘DVD播放器及便携式数字视频播放器， 其中总线互连被集成到所述装置中。
15. -种频率产生器，其包括： 用于产生表示相位角的相位信号的装置；及 用于接收所述相位信号作为相位输入的装置； 用于产生正余弦曲线值作为输出的装置，所述正余弦曲线值约等于在预定义容限内的 所述相位角处的正余弦值；及 用于存储点查找表的装置，所述点查找表包括在第一角度范围中处于预定义间隔的主 正余弦端点，所述主正余弦端点中的每一者包括在所述预定义间隔当中的给定角度处的所 述正余弦曲线值； 用于存储校正查找表的装置，所述校正查找表包括表示在所述点查找表中的两个相关 联的主正余弦端点之间的第二角度范围中处于所述预定义间隔的第一次正余弦端点之间 的差的多个校正值，及在所述预定义间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值的近似； 用于从所述点查找表选择与所述相位角的第一侧相关联的第一主正余弦端点及与所 述相位角的第二侧相关联的第二主正余弦端点的装置； 用于从所述校正查找表选择与所述第一主正余弦端点相关的第一校正值及与所述第 二主正余弦端点相关的第二校正值的装置；及 用于在所述用于产生正余弦曲线值输出信号的装置中基于所述第一及第二主正余弦 端点及所述第一及第二校正值产生在所述相位角处的所述正余弦曲线值的装置。
16. -种产生频率信号的方法，其包括： 经由相位累加器产生表示相位角的相位信号； 在正余弦转换器电路处接收所述相位信号作为相位输入； 在转换器电路处从点查找表接收与所述相位角的第一侧相关联的第一主正余弦端点 及与所述相位角的第二侧相关联的第二主正余弦端点，所述点查找表包括在第一角度范围 中处于预定义间隔的主正余弦端点，所述主正余弦端点中的每一者包括在所述预定义间隔 当中的给定角度处的正余弦曲线值； 在所述正余弦转换器电路处从校正查找表接收与所述第一主正余弦端点相关的第一 校正值及与所述第二主正余弦端点相关的第二校正值，所述校正查找表包括表示在所述点 查找表中的两个相关联的主正余弦端点之间的第二角度范围中处于所述预定义间隔的第 一次正余弦端点之间的差的校正值，及在所述预定义间隔当中的给定角度处的所述正余弦 曲线值的近似；及 产生所述正余弦曲线值作为转换器输出，所述正余弦曲线值基于所述第一及第二主正 余弦端点及所述第一及第二校正值约等于在预定义容限内的所述相位角处的正余弦值。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述多个校正值中的每一者包括布内门恒等式 的基于正割的系数中的至少一者。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述系数围绕中央值从相反端来看大致互为镜 像，从而允许使用单个数据集来表示所有所述系数。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中在所述预定义间隔当中的所述给定角度处的所 述正余弦曲线值的所述近似包括产生第二次正余弦端点的线性内插。
20. 根据权利要求16所述的方法，其中所述主正余弦端点处于所述预定义间隔的所述 第一角度范围横跨单位圆的π/4弧度。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述相位输入进一步表示与所述相位角相关的 所述单位圆的区段，且进一步包括： 由点选择电路的选择器选择与代表所述第一角度范围内的等效相位角的参考相位角 相关的所述主正余弦端点； 由所述点选择电路的切换器在必要时切换与所述相位角相关的所述主正余弦端点值； 及 由所述点选择电路的非元件在必要时求反与所述相位角相关的所述主正余弦端点值。
22. 根据权利要求16所述的方法，其进一步包括： 由第一初级乘法器将所述第一主正余弦端点值中的相应者与所述校正值中的相应者 相乘； 由第一减法器将由所述第一初级乘法器进行的所述相乘的结果相减； 由第一次级乘法器将由所述第一减法器进行的所述相减的结果与所述相位输入相乘； 及 由第一初级加法器将所述第一主正余弦端点中的一者、由所述第一初级乘法器进行的 所述相乘的所述结果及由所述第一次级乘法器进行的所述相乘的所述结果相加。
23. 根据权利要求22所述的方法，其进一步包括由所述转换器电路连续提供所述正余 弦曲线值的正弦部分及余弦部分。
24. 根据权利要求22所述的方法，其进一步包括： 由第二初级乘法器将所述第二主正余弦端点值中的相应者与所述校正值中的相应者 相乘； 由第二减法器将由所述第二初级乘法器进行的所述相乘的结果相减； 由第二次级乘法器将由所述第二减法器进行的所述相减的结果与所述相位输入相乘； 及 由第二初级加法器将所述第二主正余弦端点中的一者、由所述第二初级乘法器进行的 所述相乘的所述结果及由所述第二次级乘法器进行的所述相乘的所述结果相加。
25. 根据权利要求24所述的方法，其进一步包括并行提供所述正余弦曲线值的正弦部 分及余弦部分。
26. 根据权利要求22所述的用于频率产生的方法，其进一步包括： 提供增量校正查找表，其包括表示所述增量校正查找表的两个相关联的校正值之间的 差的多个增量校正值，且具有多个增量校正输出； 由第一三级乘法器将所述第一主正余弦端点值中的相应者与所述增量校正值中的相 应者相乘； 由第一次级加法器将由所述第一三级乘法器进行的所述相乘的结果与由所述第一减 法器进行的所述相减的所述结果相加； 由第一四级乘法器将所述第一次级加法器的所述结果与所述相位输入相乘；及 由所述第一初级加法器将所述第一四级乘法器的所述结果相加。
27. -种计算机可读媒体，其上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用以 致使频率产生器： 产生表示相位角的相位信号； 接收所述相位信号作为相位输入； 从点查找表接收与所述相位角的第一侧相关联的第一主正余弦端点及与所述相位角 的第二侧相关联的第二主正余弦端点，所述点查找表包括在第一角度范围中处于预定义间 隔的主正余弦端点，所述主正余弦端点中的每一者包括在所述预定义间隔当中的给定角度 处的正余弦曲线值； 从校正查找表接收与所述第一主正余弦端点相关的第一校正值及与所述第二主正余 弦端点相关的第二校正值，所述校正查找表包括表示在所述点查找表中的两个相关联的主 正余弦端点之间的第二角度范围中处于所述预定义间隔的第一次正余弦端点之间的差的 校正值，及在所述预定义间隔当中的给定角度处的所述正余弦曲线值的近似；及 产生所述正余弦曲线值作为转换器输出，所述正余弦曲线值在转换器输出信号中基于 所述第一及第二主正余弦端点及所述第一及第二校正值约等于在预定义容限内的所述相 位角处的正余弦值。
【文档编号】G06F1/03GK104067195SQ201380005612
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】戴维·J·霍伊尔 申请人:高通股份有限公司