Генерирование реальных или сложных синусоидальных сигналов - оптимизировано для генерации кода HDL
Системная панель инструментов DSP Поддержка HDL/Операции с сигналами
Системная панель инструментов DSP Поддержка HDL/Источники
Блок NCO HDL Optimized генерирует реальные или сложные синусоидальные сигналы, обеспечивая при этом аппаратные управляющие сигналы. Блок использует тот же алгоритм накопления фаз и таблицы поиска, что и реализованный в блоке NCO. Блок использует квантованное целочисленное накопление для создания синусоидального сигнала.
Блок NCO HDL Optimized обеспечивает следующие функции:
Дополнительный вывод на основе кадров.
Параметр сжатия таблицы подстановки для уменьшения размера таблицы подстановки. Это сжатие приводит к менее чем одной потере LSB в точности. Дополнительные сведения см. в разделе Сжатие таблицы подстановки.
Дополнительный входной порт для внешнего сглаживания.
Дополнительный порт сброса, который сбрасывает начальное значение фазового аккумулятора.
Дополнительный выходной порт для текущей фазы NCO.
Учитывая время выборки, Ts и желаемое разрешение Δf выходной частоты, вычисляют необходимый размер накопителя, используя 1Ts⋅Δf)).
Предполагая, что требуемая выходная частота Fo намного ниже частоты Найквиста, можно определить приемлемое квантование на выходе накопителя, используя приближение для шума на бит в дБ и желаемый ложный свободный динамический диапазон (SFDR). Квантованная длина слова для достижения заданного SFDR равна 126).
Для требуемой выходной частоты Fo вычислите приращение фазы, используя F0Ts2Nacc), где Nacc - длина слова накопителя. Инкремент фазы можно задать с помощью параметра или входного порта.
Если задано требуемое фазовое смещение (в радианах), вычислите входное значение фазового смещения, используя . Фазовое смещение можно задать с помощью параметра или входного порта.
Примечание
Этот блок появляется в библиотеках источников с параметром источника приращения фазы, равным Property. Действителен единственный входной порт.
Этот блок появляется в библиотеках операций с сигналами с параметром источника приращения фазы, равным Input port. В этой конфигурации показан дополнительный входной порт inc.
Этот значок показывает дополнительные порты блока NCO HDL Optimized.
Реализация NCO зависит от выбора опции Включить метод сжатия таблицы поиска.
Без сжатия таблицы подстановки блок использует ту же четверть-синусоидальную таблицу подстановки, что и блок NCO. Размер LUT является 2Number битов-накопителей квантователя - битов длины выходного слова 2 ×.
Если фаза квантования не включена, то число битов накопителя квантователя = длина слова накопителя. При выборе этих параметров учитывайте влияние на память симулятора и аппаратные ресурсы.
При выборе сжатия таблицы поиска (LUT) блок NCO HDL Optimized применяет метод сжатия Сандерленда. Методы Сандерленда используют тригонометрические идентичности, чтобы разделить каждую фазу четвертичной синусоидальной волны на три компонента и выразить ее как:
− sin (A) sin (B) sin (C)
Если четвертьсинусная фаза имеет Q-2 биты, то фазовые компоненты А и В имеют длину слова LA = LB =ceil((Q-2)/3). Фазовый компонент С содержит оставшиеся фазовые биты. Если фаза имеет 12 битов, то фаза четверти синуса имеет 10 битов, и компоненты определяются как:
A, четыре старших бита
B, следующие четыре бита
C, остальные два младших разряда
Учитывая относительные размеры A, B и C, уравнение может быть аппроксимировано следующим образом:
+ cosAsinC
Блок NCO HDL Optimized реализует это уравнение с одним LUT для B) и одним LUT sin (C). Второй член - это коэффициент тонкой коррекции, который можно усечь до меньшего числа битов без потери точности. Поэтому второй LUT возвращает четырехбитовый результат.
При размере накопителя по умолчанию, равном 16 битам, и ширине квантованной фазы по умолчанию, равной 12 битам, LUT используют биты 28 × 16 плюс 26 × 4 (4,5 kb). Для сравнения, четверть-синусная таблица поиска без сжатия использует биты 210 × 16 (16 kb). Приближение сжатия является точным в пределах одного LSB, что приводит к SNR, по меньшей мере, 60 дБ на выходе. См. [1].
[1] Cordesses, L., «Direct Digital Synthesis: A Tool for Periodic Wave Generation (Part 1)». Журнал обработки сигналов IEEE. Том 21, выпуск 4, июль 2004 года, стр. 50-54.
