专利名称：一种dds信号发生器及其波形存储深度控制方法
技术领域：
本发明涉及信号发生器技术，特别涉及对直接数字频率合成(DOS: Direct Digital Frequency Synthesis)信号发生器波形存储深度的控制，具体的讲 是一种DDS信号发生器及其波形存储深度控制方法。
背景技术：
如图1所示，DDS信号发生器的整体架构一般包括人机界面，波形存储器， 频率合成单元，波形控制单元和模拟单元。波形存储器存放着一个波形周期 内的采样点；频率合成单元根据频率设置产生不同的波形相位变换点，并从 波形存储器中提取出相应相位的釆样点幅度；波形控制单元则控制着波形的 幅度，偏移等相关参数；模拟单元是将采样点重构成模拟信号进行输出。但是，实际上并不是所有的波形都需要占用全部的波形存储空间就可以 重构出符合要求的波形。而且对于任意波形而言，DDS信号发生器为用户提供 的内部波形存储空间均为固定长度的波形存储空间，对于波形采样点少于这 个长度的任意波形也不得不占用一个存储空间，这是非常浪费的。而对于大 于这个长度的任意波形又无法存放到一个存储空间中，这便因无法利用剩余 的存储空间而造成存储空间的巨大浪费，无法满足不同长度任意波形存储的 要求。发明内容本发明提供一种DDS信号发生器及其波形存储深度控制方法，用于根据任 意波形采样点的数量，重构出 一种既不使波形失真又能充分利用存储空间的 存储深度控制机制，既可以满足存放更多短波形的要求又可以满足存放长波 形的要求。 的，本发明的目的之一在于，提供一种DDS信号发 生器波形存储深度控制方法，所述方法包括以下步骤根据波形数据长度设 置波形存储空间深度，并将波形数据存入相应深度的波形存储空间中；将所 述波形存储空间中的一个波形数据按一定顺序进行外部存储；获取外部存储 的波形数据长度；根据外部存储的波形数据的起始波形数据点相位地址累加 出下一个波形数据点的相位地址；4艮据所述的波形数据长度，将所述的相位 地址映射到外部存储的波形数据地址上；将外部存储的波形数据经数冲莫转换 处理后构造波形输出。所述的获取外部存储的波形数据长度包括判断读取波形数据的读取波 形请求是否超过了对应的波形存储空间深度，如果是则巻回到外部存储的起 始位置读取波形数据点。本发明的另一目的在于，提供一种DDS信号发生器，包括控制装置、波 形存储器、波形处理装置、模拟单元、人机界面装置和显示装置；所述的控 制装置分别与所述的波形处理装置、人才几界面装置和显示装置相连接，所述 的波形处理装置与模拟单元相连接；所述的DDS信号发生器还包括存储深度 控制单元，与所述的控制装置相连接，用于根据人机界面装置设置的存储空 间深度控制所述的波形存储器存储相应长度的波形数据；外部存储器，与所 述的波形处理装置相连接，用于将波形存储器中的一个波形数据按一定顺序 进行存储；波形数据长度控制单元，用于获取外部存储器的波形数据点的相 位地址，并根据所述的波形数据长度，将所述的相位地址映射到外部存储器 的波形数据地址上；所述的模拟单元，用于接收外部存储器传来的波形数据， 并对接收的波形数据进行数模转换处理后构造波形输出。所述的波形处理装置包括频率合成单元，用于向所述的外部存储器发 送读取波形请求并读取波形数据传送给所述的模拟单元；所述的波形数据长 度控制单元，截取频率合成单元对外部存储器的读取波形请求，判断读取波 形请求的波形数据长度是否超过了对应的存储深度，如果是则巻回到外部存 储器的起始位置读取波形数据点；如果否则将频率合成单元的相位映射到外 部存储器的波形数据地址上。
所迷的频率合成单元包括相位累加器，用于根据外部存储器的波形数 据的起始波形数据点相位地址累加出下一个波形数据点的相位地址。所述的控制装置为DSP,在所述的DSP中集成有所述的存储深度控制单 元。所述的波形处理装置为FPGA,所述的FPGA集成有频率合成单元、波形 数据长度控制单元。
所述的人机界面装置为键盘、触摸屏、鼠标或通信接口。
所述的显示装置为LCD或等离子显示器。
所述的波形存储器为FLASH,所述的外部存储器为SRAM。
本发明的有益效果在于，通过提供一种DDS信号发生器及其波形存储深度 控制方法，对于需要重现波形幅度细节的要求，信号发生器可以用全部的存 储空间存放所有的波形，因为在DDS中波形点数越多，相位累加器就可以获得 更准确的相位幅度值，减少相位噪声。让信号发生器精细地重现出每个釆样 点的幅度，整体再现波形幅度特征。
对于需要重现波形频率特性和基本幅度的要求，信号发生器需要较少的 采样点，占有很少的存储空间利用DDS的优越特性就可以非常快捷地再现波形 基本幅度特征了。
图1为现有技术中DDS信号发生器的结构框图；图2为本发明方法流程图；图3为本发明的实施例1的结构框图；图4为本发明实施例2的DDS信号发生器的结构框图。
具体实施方式
以下结合
本发明的具体实施方式
。 实施例l
本发明提供了 一种DDS信号发生器波形存储深度控制方法，如图2所示， 在普通DDS信号发生器中设置一个可变长度控制单元，该可变长度控制单元处 于普通DDS信号发生器的频率合成单元和波形存储器之间，用于控制频率合成 单元对波形存储器的存取控制。
首先，波形深度是通过人机界面下传到存储深度控制单元中，存储控制 单元截取频率合成单元对波形存储器的读取请求， 一旦发现波形请求超过了 设置的存储深度，就巻回到波形存储器的开头读取波形点。其中的具体步骤 为(如图3所示)根据波形数据长度设置波形存储空间深度，并将波形数据 存入相应深度的波形存储空间中；将所述波形存储空间中的一个波形数据按 一定顺序进行外部存储；获取外部存储的波形数据长度；根据外部存储的波 形数据的起始波形数据点相位地址累加出下一个波形数据点的相位地址；根 据所述的波形数据长度，将所述的相位地址映射到外部存储的波形数据地址 上；将外部存储的波形数据经数^f莫转换处理后构造波形输出。
所述的获取外部存储的波形数据长度包括判断读取波形数据的读取波 形请求是否超过了对应的波形存储空间深度，如果是则巻回到外部存储的起 始位置读取波形数据点。如果否则将频率合成单元的相位映射到外部存储器 的波形数据地址上。
实施例2
本发明提供了一种DDS信号发生器。如图4所示，采用数字信号处理(DSP) 芯片为控制装置，采用闪存(FLASH)为波形存储器，采用现场可编程门阵列 (FPGA)为波形处理装置，模拟单元仍采用普通DDS信号发生器的数模转换和 模拟部分，采用键盘为人机界面装置和液晶显示器(LCD)为显示装置；DSP 分别与FPGA、键盘和LCD相连接，FPGA与模拟单元相连接。
在DSP中集成有一存储深度控制单元，用于根据键盘设置的存储空间深 度控制FLASH存储相应长度的波形数据；
采用SRAM为外部存储器，SRAM与FPGA相连接，用于将FLASH中的一
个波形数据按一定顺序进行存储；在FPGA中还集成有一波形数据长度控制单元，用于获取SRAM的波形数据点的相位地址，并根据所述的波形数据长度，将所述的相位地址映射到 SRAM的波形数据地址上；所述的模拟单元，用于接收SRAM传来的波形数据，并对接收的波形数 据进行数模转换处理后构造波形输出。FPGA中还集成有频率合成单元，用于向所述的外部存储器发送读取波形 请求并读取波形数据传送给所述的模拟单元；所述的波形数据长度控制单元， 截取频率合成单元对外部存储器的读取波形请求，判断读取波形请求的波形 数据长度是否超过了对应的存储深度，如果是则巻回到外部存储器的起始位 置读取波形数据点；如果否则将频率合成单元的相位映射到外部存储器的波 形数据地址上。所述的频率合成单元包括相位累加器，用于根据外部存储器的波形数 据的起始波形数据点相位地址累加出下一个波形数据点的相位地址。FPGA中集成的一波形数据长度控制单元是本发明DDS信号发生器的一个 重要组成部分，它处于频率合成单元和波形存储器之间，控制着频率合成单 元对波形存储器的存取控制。首先，波形深度是通过人^L界面下传到存储深 度控制单元中，存储控制单元截取频率合成单元对波形存储器的读取请求， 一旦发现波形请求超过了设置的存储深度，就巻回到波形存储器的开头读取 波形点。实施例2的可变的方案还包括人机界面装置可为键盘、触摸屏、鼠标或 通信接口或其组合。显示装置可为等离子显示器。在本发明的DDS信号发生器中，以波形存储器容量为界，波形存储单元内 的存储波形大小可以是任意长度。这样对于某些周期性强，频谱特性简单的 波形可以存放较少的样点就可以通过频率合成(DDS)方式恢复出原来的波形。 少的波形存储可以缩短人机界面切换波形时到实际输出完整波形之间的等待
时间。尤其是信号发生器，它的数字部分往往和模拟部分之间是隔离的，为 了减少两部分之间通信线路的数量，通常采取串行方式交互数据，这样短的 波形必然会大大地缩短波形数据传送的时间，提高系统响应速度。
灵活的预存任意波形。信号发生器的 一个重要应用就是编辑和存放任意 波形，而系统所提供的任意波形存储空间(非波形存储空间)是非常有限的， 只能存放几个固定长度的波形。而实际应用中用户提供的任意波形的长度是
非常有限远小于这个固定长度；或者任意波形的长度非常长大于这个固 定长度。这两种情况对于普通的信号发生器，要么浪费了存储空间，要么无 法存储这么大的波形。而这个存储深度控制单元就可以很容易地解决了这个 问题，对小波形可以存放的更多，对于大波形也存放的下。
对于需要重现波形幅度细节的要求，信号发生器可以用全部的存储空间 存放所有的波形，因为在DDS中波形点数越多，相位累加器就可以获得更准确 的相位幅度值，減少相位噪声。让信号发生器精细地重现出每个采样点的幅 度，整体再现波形幅度特征，
对于需要重现波形频率特性和基本幅度的要求，信号发生器需要较少的 采样点，占有很少的存储空间利用DDS的优越特性就可以非常快捷地再现波形 基本幅度特征了。
以上具体实施方式
仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
权利要求
1.一种DDS信号发生器波形存储深度控制方法，所述方法包括以下步骤根据波形数据长度设置波形存储空间深度，并将波形数据存入相应深度的波形存储空间中；将所述波形存储空间中的一个波形数据按一定顺序进行外部存储；获取外部存储的波形数据长度；根据外部存储的波形数据的起始波形数据点相位地址累加出下一个波形数据点的相位地址；根据所述的波形数据长度，将所述的相位地址映射到外部存储的波形数据地址上；将外部存储的波形数据经数模转换处理后构造波形输出。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的获取外部存储的波 形数据长度包括判断读取波形数据的读取波形请求是否超过了对应的波形 存储空间深度，如果是则巻回到外部存储的起始位置读取波形数据点。
3. —种DDS信号发生器，包括控制装置、波形存储器、波形处理装置、 模拟单元、人机界面装置和显示装置；所述的控制装置分别与所述的波形处 理装置、人机界面装置和显示装置相连接，所述的波形处理装置与模拟单元 相连接；其特征在于，所述的DDS信号发生器还包括存储深度控制单元，与所述的控制装置相连接，用于根据人机界面装置 设置的存储空间深度控制所述的波形存储器存储相应长度的波形数据；外部存储器，与所述的波形处理装置相连接，用于将波形存储器中的一 个波形数据按一定顺序进行存储；波形数据长度控制单元，用于获取外部存储器的波形数据点的相位地址， 并根据所述的波形数据长度，将所述的相位地址映射到外部存储器的波形数 据地址上； 所述的模拟单元，用于接收外部存储器传来的波形数据，并对接收的波 形数据进行数模转换处理后构造波形输出。
4. 冲艮据权利要求3所述的DDS信号发生器，其特征在于，所述的波形处理 装置包括频率合成单元，用于向所述的外部存储器发送读取波形请求并读取波形 数据传送给所述的模拟单元；所述的波形数据长度控制单元，截取频率合成单元对外部存储器的读取 波形请求，判断读取波形请求的波形数据长度是否超过了对应的存储深度， 如果是则巻回到外部存储器的起始位置读取波形数据点；如果否则将频率合 成单元的相位映射到外部存储器的波形数据地址上。
5. 根据权利要求4所述的DDS信号发生器，其特征在于，所述的频率合成 单元包括相位累加器，用于根据外部存储器的波形数据的起始波形数据点 相位地址累加出下一个波形数据点的相位地址。
6. 根据权利要求3所述的DDS信号发生器，其特征在于，所述的控制装置 为DSP，在所述的DSP中集成有所述的存储深度控制单元。
7. 根据权利要求3所述的DDS信号发生器，其特征在于，所述的波形处理 装置为FPGA，所述的FPGA集成有频率合成单元、波形数据长度控制单元。
8. 根据权利要求3所述的DDS信号发生器，其特征在于，所述的人机界面 装置为键盘、触摸屏、鼠标或通信接口。
9. 根据权利要求3所述的DDS信号发生器，其特征在于，所述的显示装置 为LCD或等离子显示器。
10. 根据权利要求3所述的DDS信号发生器，其特征在于，所述的波形存 储器为FLASH，所述的外部存储器为SRAM。
全文摘要
本发明为一种DDS信号发生器及其波形存储深度控制方法，根据波形数据长度设置波形存储空间深度，并将波形数据存入相应深度的波形存储空间中；将所述波形存储空间中的一个波形数据按一定顺序进行外部存储；获取外部存储的波形数据长度；根据外部存储的波形数据的起始波形数据点相位地址累加出下一个波形数据点的相位地址；根据所述的波形数据长度，将所述的相位地址映射到外部存储的波形数据地址上；将外部存储的波形数据经数模转换处理后构造波形输出。用于根据任意波形采样点的数量，重构出一种既不使波形失真又能充分利用存储空间的存储深度控制机制，既可以满足存放更多短波形的要求又可以满足存放长波形的要求。
文档编号H03L7/00GK101131594SQ200610112620
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者李维森, 悦 王, 王铁军 申请人:王 悦;王铁军;李维森