DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 KiӃn trúc hӋ thӕng DASHình 1.2 HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng PLL vӟi hӋ sӕ chia là sӕ nguyênHình 1.3 HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ
Tәng hӧp tҫn sӕ
Tәng hӧp tҫn sӕ tӭc là tҥo ra mӝt hoһc nhiӅu tҫn sӕ ӣ ÿҫu ra theo sӵ ÿLӅu khiӇn tӯ mӝt nguӗn tҫn sӕ chuҭnĈһFWtQKFѫEҧn cӫa mӝt bӝ tәng hӧp tҫn sӕ là dҧi tҫQÿӝ phân giҧi Yjÿӝ sҥch phә MӛLSKѭѫQJSKiSWәng hӧp tҫn sӕ FyѭXÿLӇm và QKѭӧFÿLӇPULrQJWKHRFiFÿһFWtQKÿy Mӝt tín hiӋXÿҫXUDOêWѭӣng là tín hiӋu hình sin có nhiӉu và các hài bҵng không Tuy nhiên trong thӵc tӃ, không có tín hiӋu nào QKѭWKӃ Các tín hiӋu luôn luôn có nhiӉu pha và các hài bұc cao
&iFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp tҫn sӕ có thӇ FKLDWKjQKQKyPFѫEҧQQKѭEҧng 1 Bҧng 1: Phân loҥLFiFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp tҫn sӕ
1.3 Tәng hӧp tҫn sӕ WѭѫQJWӵ trӵc tiӃp
Tәng hӧp tҫn sӕ WѭѫQJWӵ trӵc tiӃp (DAS ) sӱ dөng bӝ nhân tҫn, bӝ chia, bӝ lӑFEăQJÿӇ tҥo ra tҫn sӕ mong muӕn KiӃn trúc cӫa mӝt hӋ thӕng DAS ÿѭӧc trình bày trong hình 1.1
Tәng hӧp tҫn sӕ WѭѫQJWӵ trӵc tiӃp (DAS)
Tәng hӧp tҫn sӕ sӕ trӵc tiӃp (DDS) Bӝ WtFKONJ\SKD'$&
Tәng hӧp tҫn sӕ gián tiӃp PLL + VCO
Chia tӍ sӕ ѬӟFOѭӧng pha theo
Dӏch pha Ngүu nhiên Tính tәng nhiӉu Nӝi suy pha Chèn xung Tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng lһp trӉ pha DLL Nhân tҫn bҵng cách thêm pha
Hình 1.1 Ki͇n trúc h th͙ng DAS
Các tҫn sӕ ÿҫXUDÿѭӧc tәng hӧp tӯ mӝt tҫn sӕ bҵng cách sӱ dөng bӝ nhân tҫn và bӝ lӑc thông dҧi 3KѭѫQJSKiSQj\FyѭXÿLӇm là tín hiӋXÿҫu ra nhiӉu pha rҩt thҩSYuQyÿѭӧc tәng hӧp trӵc tiӃp tӯ mӝt tҫn sӕ chuҭn HӋ thӕQJ'$6FNJQJFKR phép chuyӃn tҫn sӕ nhanh Tuy nhiên hӋ thӕng DAS lҥLFy NtFKWKѭӟc mҥch lӟn, công suҩt tiêu thө cao Trong hình 1.1 trình bày mӝt hӋ thӕng DAS cө thӇ, tҫn sӕ cӫDQyÿѭӧc tính theo công thӭc sau: ݂ ௨௧ ൌ ݂ ଵ Ͳǡͳ݂ ଶ ͲǡͲͳ݂ ଷ (1) Tҫn sӕ ÿҫu ra cӫa hӋ thӕQJÿѭӧFÿLӅu khiӇn theo hӋ sӕ FKLDWURQJWUѭӡng hӧp Qj\ÿӝ phân giҧi cӫa tҫn sӕ ÿҫu ra là 0.01f in
1.4 Tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng khóa pha
HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng khóa pha ÿѭӧc sӱ dөng rҩt rӝng rãi
&K~QJFyѭXÿLӇm là tәng hӧSÿѭӧc mӝt dҧi rӝng tҫn sӕ Có hai kiӇu tәng hӧp tҫn sӕ kiӇXGQJ3//ÿyOjYòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ nguyên và vòng khóa pha vӟi hӋ sӕ chia thұp phân x HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ nguyên
HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha vӟi hӋ sӕ chia là sӕ nguyên ÿѭӧc trình bày ӣ hình 1.2 HӋ thӕng này bao gӗm: Mҥch tách sóng pha PFD, mҥch Charge pump, bӝ lӑc, bӝ GDRÿӝQJÿLӅu khiӇQWKHRÿLӋn áp và bӝ chia
Tҫn sӕ ÿҫu ra cӫa hӋ thӕng này bҵng bӝi sӕ nguyên lҫn cӫa tҫn sӕ chuҭn: ݂ ௨௧ ൌ ܰǤ ݂ (2) 7URQJÿy1OjVӕ nguyên multiplier bank switch array f in
Tӯ công thӭc này cho ta thҩy, tҫn sӕ ÿҫX UD Fy ÿӝ phân giҧi bҵng tҫn sӕ chuҭn f REF ĈӇ Fyÿӝ phân giҧi cao trong các ӭng dөQJEăQJKҽp thì tҫn sӕ chuҭn phҧi nhӓ và hӋ sӕ chia phҧi lӟn
Tҫn sӕ chuҭn thҩS Yj EăQJ Wҫn hҽp gây ra hӋ thӕng này có mӝt sӕ QKѭӧc ÿLӇPQKѭVDX
- Thӡi gian khóa pha lâu;
- HӋ sӕ chia lӟn gây ra nhiӉu pha WăQJOrQ;
- Các hài cӫa tҫn sӕ chuҭn gây ra dӏch tҫn sӕ
Hình 1.2 H th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ s͵ dͭng PLL vͣi h s͙ chia là s͙ nguyên x HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ thұp phân ĈӇ khҳc phөF FiF QKѭӧF ÿLӇm cӫa hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ QJX\rQQJѭӡi ta xây dӵng hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ thұp phân HӋ thӕng này có hӋ sӕ chia tҫn sӕ là sӕ thұp phân, vì thӃ tҫn sӕ chuҭn cao vүn có thӇ ÿҥWÿѭӧFÿӝ phân giҧi tӕWKѫQ
7X\QKLrQQKѭӧFÿLӇm cӫa hӋ thӕng này sinh ra hài ӣ tҫn sӕ thҩp do bӝ chia thӵc hiӋn hai hӋ sӕ chia Các kӻ thuұt giҧP KjL ÿm ÿѭӧc sӱ dөQJ ÿӇ khҳc phөc QKѭӧFÿLӇPÿyÿѭӧc liӋt kê trong bҧng 2 Mӝt hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ thұp phân sӱ dөQJѭӟFOѭӧQJSKDGQJ'$&ÿѭӧc trình bày trong hình 1.3 Bӝ WtFKONJ\ÿѭӧc dQJÿӇ ÿLӅu khiӇn hӋ sӕ chia NӃu cӡ OVFL bұt lên 1 thì bӝ chia chia vӟi hӋ sӕ N B + 1FiFWUѭӡng hӧp khác chia vӟi hӋ sӕ N B
Bҧng 2: Công nghӋ giҧm hài trong hӋ thӕng PLL chia thұp phân
Hình 1.3 H th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ s͵ dͭng vòng khóa pha s͵ dͭng h s͙ th̵p phân s͵ dͭQJ˱ͣFO˱ͫng pha dùng DAC
1.5 Tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng lһp trӉ pha DLL
HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ có thӇ thӵc hiӋn bҵng bӝ vòng lһp trӉ pha Trong thӵc tӃ, hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ dùng DLL không phҧi là sӵ chӑn lӵa tӕt do nó GQJ SKD ÿӇ ÿLӅu khiӇn tҫn sӕ bҵng cách lұp trình Tuy nhiên pha rҩW NKy ÿLӅu khiӇQ7K{QJWKѭӡng hӋ thӕQJQj\ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ nhân tҫn sӕ6ѫÿӗ khӕi cӫa nó ÿѭӧc trình bày trong hình 1.4 6ѫ ÿӗ này bao gӗm bӝ tách sóng pha PFD, mҥch
Kӻ thuұt 7tQKQăQJ VҩQÿӅ phát sinh ѬӟFOѭӧng pha dùng DAC Loҥi bӓ hài nhӡ bӝ DAC Mҩt phӕi hӧp
Dӏch pha ngүu nhiên TӍ sӕ chia ngүu nhiên Jitter tҫn sӕ
Tính tәng nhiӉu 7KD\ÿәi tӍ sӕ chia NhiӉXOѭӧng tӱ
Nӝi suy pha Chia hӋ sӕ phө thuӝc Jitter
Thêm xung Jitter k OVFL fref residue
NB/NB+1 fout charge pump CP, mҥch lӑc thông thҩp, khӕi giӳ chұPÿLӅu khiӇQWKHRÿLӋn áp và mҥch tҥRVѭӡn xung
Hình 1.4 6˯ÿ͛ kh͙i h th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ dùng vòng l̿p tr͍ pha DLL
Hình 1.5 6˯ÿ͛ kh͙Lÿ˯QJL̫n cͯa h th͙ng DDFS
Tәng hӧp tҫn sӕ sӕ trӵc tiӃp (DDFS) là kӻ thuұt sӱ dөng mҥch sӕ ÿӇ tҥo ra tҫn sӕ ÿҫu ra theo mӝt tӯ PmÿLӅu khiӇQÿҫu vào và mӝt tҫn sӕ chuҭQÿҫu vào Mӝt hӋ thӕng DDFS ÿѫQJLҧn bao gӗm mӝt bӝ WtFKONJ\SKD mӝt bӝ biӃQÿәi pha sang ELrQÿӝ và bӝ DAC QKѭKuQK1.5 Bӝ WtFKONJ\SKDVӕ ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ WtFKONJ\JyF pha cӫa tín hiӋu sin, bӝ biӃQÿәLSKDVDQJELrQÿӝ dùng thuұt toán tra bҧng (LUT) ÿӇ chuyӇQÿӕi tӯ giá trӏ JyFSKDVDQJELrQÿӝ Tӯ PmÿLӅu khiӇn bӝ quay pha (Turning ZRUGÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ ÿLӅu khiӇQWăQJJyFSKDFӫa bӝ WtFKONJ\SKD Sӕ bit cӫa bӝ WtFKONJ\SKDTX\ӃWÿӏQKÿӝ phân giҧi cӫa tҫn sӕ ÿҫu ra
Phase register sin/cos Look Up Table
DDFS output LPF DDS Fclk
NӃu hӋ thӕng DDFS ÿѭӧc tích hӧp trên mӝt IC, nó sӁ FyWtQKQăQJUҩt tӕt và NtFKWKѭӟc nhӓ Nó sӁ thay thӃ các hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ dùng PLL ӣ dҧi tҫn sӕ thҩp Ӣ dҧi tҫn sӕ cao, sӵ kӃt hӧp giӳa hӋ thӕng DDFS, PLL, VCO tҥo ra hӋ thӕng có dҧi tҫn rӝQJÿӝ phân giҧi cao
6ѫÿӗ hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӕ trӵc tiӃp cө thӇ ÿѭӧc trình bày trên hình 1.6 Nó bao gӗm mӝt bӝ quay pha là bӝ cӝQJWtFKONJ\, thanh ghi tҫn sӕ ÿӇ OѭXJLiWUӏ ÿLӅu khiӇn tҫn sӕ FCW, bҧQJ520OѭXcác giá trӏ ELrQÿӝ WѭѫQJӭng vӟi pha, bӝ DAC, bӝ lӑc thông thҩp LPF
Hình 1.6 6˯ÿ͛ kh͙i b͡ t͝ng hͫp t̯n s͙ trc ti͇p
Tӯ PmÿLӅu khiӇn tҫn sӕ )&:ÿѭӧFÿѭDÿӃn bӝ TXD\SKDÿӇ tҥo ra các pha WѭѫQJӭng Bӝ quay pha sӱ dөng bӝ cӝng N bit, tҥo ra các mүu pha liên tiӃp nhau dӵa trên tham sӕ FCW Mүu pha sau bҵng mүXSKDWUѭӟc cӝng vӟi FCW Khi bӝ TXD\SKDÿҥWÿӃn giá trӏ lӟn nhҩt, nó quay trӣ lҥi trҥQJWKiLEDQÿҫu và cӭ thӃ tiӃp tөc tҥo ra các mүu pha Tҫn sӕ ÿҫu ra bӝ DDFS có tҫn sӕ ÿѭӧc tính theo công sau: ݂ ௨௧ ൌ ிௐ ଶ ಿ ݂ (3)
N: là chiӅu dài cӫa bӝ quay pha f clk : là tҫn sӕ clock chuҭn
MүXÿҫu ra bӝ TXD\SKDÿѭӧFGQJÿӇ ÿӏQKÿӏa chӍ bҧng dӳ liӋXELrQÿӝ tín hiӋu sin Bҧng dӳ liӋXQj\WK{QJWKѭӡQJÿѭӧFOѭXWURQJ5207ӯ PmELrQÿӝ tín hiӋXVLQÿѭDÿӃn bӝ '$&ÿӇ tҥo ra tín hiӋXWѭѫQJWӵ WѭѫQJӭng vӟi các mүXÿѭD ÿӃQĈҫu ra bӝ DAC là mҥch giӳ mүu nên tín hiӋu có dҥng bұc thang theo chu kǤ xung clock Bӝ lӑc tҫn sӕ thҩSÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ loҥi bӓ các thành phҫn tҫn sӕ cao làm tín hiӋu trӣ vӅ vӟLÿ~QJKuQKVLQPRQJPXӕn
Do FCW có thӇ WăQJWKHREѭӟFÿѫQYӏ QrQÿӝ phân giҧi cӫa tҫn sӕ là: ೖ ଶ ಿ (4)
Qua công thӭc (4) cho thҩ\ÿӝ phân giҧi cӫa DSS càng tӕt khi N lӟn Ví dө khi bӝ quay pha có 32 bit và tҫn sӕ FORFN0+]ÿӝ phân giҧi tҫn sӕ là 0,0233
Hz Tuy nhiên khi N lӟn, tӯ PmSKDGjLÿӗng thӡLNtFKWKѭӟc ROM tӍ lӋ thuұn vӟi
4XDSKkQWtFKVѫÿӗ khӕi này cho ta thҩy bӝ tәng hӧp tҫn sӕ này rҩt dӉ thӵc hiӋQÿLӅu chӃ FM và PM bҵQJFiFKWKD\ÿәi FCW
&iFѭXÿLӇm cӫa hӋ thӕng DDFS:
- &yÿӝ phân giҧi cao, có khҧ QăQJWKD\ÿәi tҫn sӕ ÿӃn hàng P+]Yjÿӝ dӏch pha nhӓ KѫQÿӝ
- Khҧ QăQJQKҧy tҫn nhanh mà vүn giӳ ÿѭӧc pha liên tөc
- Không bӏ ҧQKKѭӣng bӣi quá trình lão hóa gây sai tҫn sӕ QKѭPҥFKWѭѫQJWӵ
Lý thuyӃt hoҥWÿӝng cӫa hӋ thӕng DDFS có thӇ hiӇu bҵng cách biӃQÿәi sӕ biên ÿӝ cӫa tín hiӋXKuQKVLQVDXÿyOѭXYjREӝ nhӟ MӛLÿӏa chӍ cӫa mӝt tӯ mã ELrQÿӝ là góc pha tҥi vӏ WUtÿy Dӳ liӋXELrQÿӝ ÿѭӧFÿѭDÿӃn bӝ biӃQÿәi DAC Cӭ mӛi mӝt xung FORFNEiQK[HTXD\Eѭӟc tҥo ra 1 pha QKѭWUrQKuQK1.7SKDQj\ÿѭӧc giҧi mã bӝ nhӟ tҥo ra tӯ PmELrQÿӝ ÿѭDÿӃn bӝ biӃQÿәi DAC %ѭӟc góc pha quay càng lӟn thì tҫn sӕ ÿҫu ra càng lӟn
Có thӇ mô hình hӋ thӕng này bҵng Matlab vӟi bӝ quay pha N , bҧng Pha-ELrQÿӝ có 2 L tӯ mã vӟi mӛi tӯ mã L bit , tӯ PmÿLӅu khiӇn tҫn sӕ là M
Tҫn sӕ ÿҫXUDÿѭӧc thiӃt lұp theo công thӭc: ݂ ൌ ெൈ ଶ ಿ (5) 7URQJÿyf c là tҫn sӕ clock
N: quyӃWÿӏQKÿӝ phân giҧi cӫa tín hiӋu ra N càng lӟQÿӝ phân giҧi càng cao
M: quyӃWÿӏQKEѭӟc dӏch pha, nó quyӃWÿӏQKEѭӟc nhҧy trong bҧng tra ROM cӫa bҧng tra pha-ELrQÿӝ%ѭӟc nhҧy cӫa bӝ quay pha càng lӟn thì tҫn sӕ ra càng cao Hình 1.8 chӍ ra sӵ WKD\ÿәi pha trong bӝ WtFKONJ\SKD Hình 1.9 chӍ ra các mүu ELrQÿӝ sin sau bӝ biӃQÿәi pha-ELrQÿӝ Các mүu này là các mүu sӕ
Jump Size ô ô Digital Phase Wheel
Hình 1.8 S WKD\ÿ͝i pha cͯa b͡ WtFKONJ\SKD
Hình 1.9 M̳u s͙ ELrQÿ͡ tín hi u hình sin s͙
1.6.1 Khҧ QăQJÿLӅu chӃ cӫa hӋ thӕng DDFS
Rҩt dӉ thӵc hiӋQÿLӅu chӃ trong hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ trӵc tiӃSYuÿk\OjKӋ thӕng xӱ lý tín hiӋu sӕ KiӃn trúc hӋ thӕng này cho phép thӵc hiӋQÿLӅu chӃ 3 tham sӕ cӫa tín hiӋu QKѭF{QJWKӭc 6 ݏሺ݊ሻ ൌ ܣሺ݊ሻ ݏ݅݊ ቀʹߨ൫οܲሺ݊ሻ ܲሺ݊ሻ൯ቁ ( 6 )
Tәng hӧp tҫn sӕ WѭѫQJWӵ trӵc tiӃp
Tәng hӧp tҫn sӕ WѭѫQJWӵ trӵc tiӃp (DAS ) sӱ dөng bӝ nhân tҫn, bӝ chia, bӝ lӑFEăQJÿӇ tҥo ra tҫn sӕ mong muӕn KiӃn trúc cӫa mӝt hӋ thӕng DAS ÿѭӧc trình bày trong hình 1.1
Tәng hӧp tҫn sӕ WѭѫQJWӵ trӵc tiӃp (DAS)
Tәng hӧp tҫn sӕ sӕ trӵc tiӃp (DDS) Bӝ WtFKONJ\SKD'$&
Tәng hӧp tҫn sӕ gián tiӃp PLL + VCO
Chia tӍ sӕ ѬӟFOѭӧng pha theo
Dӏch pha Ngүu nhiên Tính tәng nhiӉu Nӝi suy pha Chèn xung Tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng lһp trӉ pha DLL Nhân tҫn bҵng cách thêm pha
Hình 1.1 Ki͇n trúc h th͙ng DAS
Các tҫn sӕ ÿҫXUDÿѭӧc tәng hӧp tӯ mӝt tҫn sӕ bҵng cách sӱ dөng bӝ nhân tҫn và bӝ lӑc thông dҧi 3KѭѫQJSKiSQj\FyѭXÿLӇm là tín hiӋXÿҫu ra nhiӉu pha rҩt thҩSYuQyÿѭӧc tәng hӧp trӵc tiӃp tӯ mӝt tҫn sӕ chuҭn HӋ thӕQJ'$6FNJQJFKR phép chuyӃn tҫn sӕ nhanh Tuy nhiên hӋ thӕng DAS lҥLFy NtFKWKѭӟc mҥch lӟn, công suҩt tiêu thө cao Trong hình 1.1 trình bày mӝt hӋ thӕng DAS cө thӇ, tҫn sӕ cӫDQyÿѭӧc tính theo công thӭc sau: ݂ ௨௧ ൌ ݂ ଵ Ͳǡͳ݂ ଶ ͲǡͲͳ݂ ଷ (1) Tҫn sӕ ÿҫu ra cӫa hӋ thӕQJÿѭӧFÿLӅu khiӇn theo hӋ sӕ FKLDWURQJWUѭӡng hӧp Qj\ÿӝ phân giҧi cӫa tҫn sӕ ÿҫu ra là 0.01f in
Tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng khóa pha
HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng khóa pha ÿѭӧc sӱ dөng rҩt rӝng rãi
&K~QJFyѭXÿLӇm là tәng hӧSÿѭӧc mӝt dҧi rӝng tҫn sӕ Có hai kiӇu tәng hӧp tҫn sӕ kiӇXGQJ3//ÿyOjYòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ nguyên và vòng khóa pha vӟi hӋ sӕ chia thұp phân x HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ nguyên
HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha vӟi hӋ sӕ chia là sӕ nguyên ÿѭӧc trình bày ӣ hình 1.2 HӋ thӕng này bao gӗm: Mҥch tách sóng pha PFD, mҥch Charge pump, bӝ lӑc, bӝ GDRÿӝQJÿLӅu khiӇQWKHRÿLӋn áp và bӝ chia
Tҫn sӕ ÿҫu ra cӫa hӋ thӕng này bҵng bӝi sӕ nguyên lҫn cӫa tҫn sӕ chuҭn: ݂ ௨௧ ൌ ܰǤ ݂ (2) 7URQJÿy1OjVӕ nguyên multiplier bank switch array f in
Tӯ công thӭc này cho ta thҩy, tҫn sӕ ÿҫX UD Fy ÿӝ phân giҧi bҵng tҫn sӕ chuҭn f REF ĈӇ Fyÿӝ phân giҧi cao trong các ӭng dөQJEăQJKҽp thì tҫn sӕ chuҭn phҧi nhӓ và hӋ sӕ chia phҧi lӟn
Tҫn sӕ chuҭn thҩS Yj EăQJ Wҫn hҽp gây ra hӋ thӕng này có mӝt sӕ QKѭӧc ÿLӇPQKѭVDX
- Thӡi gian khóa pha lâu;
- HӋ sӕ chia lӟn gây ra nhiӉu pha WăQJOrQ;
- Các hài cӫa tҫn sӕ chuҭn gây ra dӏch tҫn sӕ
Hình 1.2 H th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ s͵ dͭng PLL vͣi h s͙ chia là s͙ nguyên x HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ thұp phân ĈӇ khҳc phөF FiF QKѭӧF ÿLӇm cӫa hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ QJX\rQQJѭӡi ta xây dӵng hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ thұp phân HӋ thӕng này có hӋ sӕ chia tҫn sӕ là sӕ thұp phân, vì thӃ tҫn sӕ chuҭn cao vүn có thӇ ÿҥWÿѭӧFÿӝ phân giҧi tӕWKѫQ
7X\QKLrQQKѭӧFÿLӇm cӫa hӋ thӕng này sinh ra hài ӣ tҫn sӕ thҩp do bӝ chia thӵc hiӋn hai hӋ sӕ chia Các kӻ thuұt giҧP KjL ÿm ÿѭӧc sӱ dөQJ ÿӇ khҳc phөc QKѭӧFÿLӇPÿyÿѭӧc liӋt kê trong bҧng 2 Mӝt hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ sӱ dөng vòng khóa pha sӱ dөng hӋ sӕ thұp phân sӱ dөQJѭӟFOѭӧQJSKDGQJ'$&ÿѭӧc trình bày trong hình 1.3 Bӝ WtFKONJ\ÿѭӧc dQJÿӇ ÿLӅu khiӇn hӋ sӕ chia NӃu cӡ OVFL bұt lên 1 thì bӝ chia chia vӟi hӋ sӕ N B + 1FiFWUѭӡng hӧp khác chia vӟi hӋ sӕ N B
Bҧng 2: Công nghӋ giҧm hài trong hӋ thӕng PLL chia thұp phân
Hình 1.3 H th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ s͵ dͭng vòng khóa pha s͵ dͭng h s͙ th̵p phân s͵ dͭQJ˱ͣFO˱ͫng pha dùng DAC
Tәng hӧp tҫn sӕ dùng vòng lһp trӉ pha DLL
HӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ có thӇ thӵc hiӋn bҵng bӝ vòng lһp trӉ pha Trong thӵc tӃ, hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ dùng DLL không phҧi là sӵ chӑn lӵa tӕt do nó GQJ SKD ÿӇ ÿLӅu khiӇn tҫn sӕ bҵng cách lұp trình Tuy nhiên pha rҩW NKy ÿLӅu khiӇQ7K{QJWKѭӡng hӋ thӕQJQj\ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ nhân tҫn sӕ6ѫÿӗ khӕi cӫa nó ÿѭӧc trình bày trong hình 1.4 6ѫ ÿӗ này bao gӗm bӝ tách sóng pha PFD, mҥch
Kӻ thuұt 7tQKQăQJ VҩQÿӅ phát sinh ѬӟFOѭӧng pha dùng DAC Loҥi bӓ hài nhӡ bӝ DAC Mҩt phӕi hӧp
Dӏch pha ngүu nhiên TӍ sӕ chia ngүu nhiên Jitter tҫn sӕ
Tính tәng nhiӉu 7KD\ÿәi tӍ sӕ chia NhiӉXOѭӧng tӱ
Nӝi suy pha Chia hӋ sӕ phө thuӝc Jitter
Thêm xung Jitter k OVFL fref residue
NB/NB+1 fout charge pump CP, mҥch lӑc thông thҩp, khӕi giӳ chұPÿLӅu khiӇQWKHRÿLӋn áp và mҥch tҥRVѭӡn xung
Hình 1.4 6˯ÿ͛ kh͙i h th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ dùng vòng l̿p tr͍ pha DLL
Tәng hӧp tҫn sӕ sӕ trӵc tiӃp
Khҧ QăQJÿLӅu chӃ cӫa hӋ thӕng DDFS
Rҩt dӉ thӵc hiӋQÿLӅu chӃ trong hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ trӵc tiӃSYuÿk\OjKӋ thӕng xӱ lý tín hiӋu sӕ KiӃn trúc hӋ thӕng này cho phép thӵc hiӋQÿLӅu chӃ 3 tham sӕ cӫa tín hiӋu QKѭF{QJWKӭc 6 ݏሺ݊ሻ ൌ ܣሺ݊ሻ ݏ݅݊ ቀʹߨ൫οܲሺ݊ሻ ܲሺ݊ሻ൯ቁ ( 6 )
7URQJÿy$QOjELrQÿӝ cӫa tín hiӋu, οܲሺ݊ሻ là tҫn sӕ tín hiӋu, P(n) là pha cӫa tín hiӋu Tҩt cҧ các tham sӕ Qj\ÿӅu có thӇ ÿѭӧc thӵc hiӋQÿLӅu chӃ riêng lҿ hoһFÿӗng thӡLQKѭWURQJPӝt sӕ dҥQJÿLӅu chӃ FK~QJWDÿmELӃW1KѭYұy, tҩt cҧ các dҥQJÿLӅu chӃ ÿӅu có thӇ thӵc hiӋn bҵng hӋ thӕng DDFS, vӟi ÿLӅu kiӋn dҧi tҫn sӕ phҧi nҵm trong dҧi tҫn sӕ giӟi hҥn theo Nyquist Hình 1.10 trình bày hӋ thӕng DDFS có thӵc hiӋn cҧ ba dҥQJÿLӅu chӃĈLӅu chӃ tҫn sӕ WKuÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng cách thêm bӝ cӝQJWUѭӟc bӝ cӝQJWtFKONJ\
D igi tal phas e ou tpu t
Hình 1.10 H th͙ng DDFS thêm kh̫ QăQJÿL͉u ch͇ ĈӇ thӵc hiӋQÿLӅu chӃ SKDQJѭӡi ta thêm mӝt bӝ cӝng giӳa bӝ cӝQJWtFKONJ\ pha và bӝ chuyӇQÿәLSKDVDQJELrQÿӝĈӕi vӟLÿLӅu chӃ ELrQÿӝ, mӝt bӝ QKkQÿѭӧc thêm vào giӳa bӝ chuyӇQ ÿәi phD VDQJ ELrQ ÿӝ và bӝ biӃQ ÿәL WѭѫQJ Wӵ sang sӕ
%LrQÿӝ tín hiӋu sau khi nhân vӟi hӋ sӕ ÿѭӧFÿѭDVDQJEӝ biӃQÿәi sӕ VDQJWѭѫQJWӵ 7ѭѫQJWӵ QKѭWKӃ, bӝ biӃQÿәL'$&FNJQJFyWKӇ dùQJÿӇ ÿLӅu chӃ ELrQÿӝ trӵc tiӃp QKѭWURQJEjLEiR>29].
Khҧ QăQJÿLӅu chӃ QAM
6ѫÿӗ WUuQKEj\Vѫÿӗ ÿLӅu chӃ QAM vӟi tín hiӋu ra cҫXSKѭѫQJ7tQKLӋu ÿҫu ra cӫa bӝ ÿLӅu chӃ QAM có dҥQJQKѭF{QJWKӭc 7 ܫ ௨௧ ሺ݊ሻ ൌ ܫሺ݊ሻܿݏ൫߱ ொௌ ݊൯ ܳሺ݊ሻݏ݅݊൫߱ ொௌ ݊൯ ܳ ௨௧ ሺ݊ሻ ൌ ܳሺ݊ሻܿݏ൫߱ ொௌ ݊൯ െ ܫሺ݊ሻݏ݅݊൫߱ ொௌ ݊൯ ( 7 )
7URQJÿy߱ ொௌ là thành phҫn tҫn sӕ ÿѭӧc tҥo ra bӣi bӝ tәng hӧp tҫn sӕ trӵc tiӃS'')6FzQ ,Q 4Q ÿѭӧc tҥo ra nhӡ hӋ thӕng tҥo dӳ liӋu nӝi suy [30@ĈӇ thӵFWKLÿѭӧc các phép tính toán trên chúng ta cҫn bӕn bӝ nhân và hai bӝ cӝQJQKѭ trong hình 1.11ĈӇ tҥRÿѭӧFFiFYHFWѫQKѭWURQJF{QJWKӭc 7, ta có thӇ biӃQÿәi QKѭVDX ܫݑݐሺ݊ሻ ൌ ܫሺ݊ሻሺܿݏሺ̴߱ܳܦܦܵ݊ ݏ݅݊ሺ̴߱ܳܦܦܵ݊ሻሻ ݏ݅݊ሺ̴߱ܳܦܦܵ݊ሻሺܳሺ݊ሻ െ ܫሺ݊ሻሻ ܳݑݐሺ݊ሻ ൌ ܫሺ݊ሻሺܿݏሺ̴߱ܳܦܦܵ݊ሻ െ ݏ݅݊ሺ̴߱ܳܦܦܵ݊ሻሻ ݏ݅݊ሺ̴߱ܳܦܦܵ݊ሻሺܳሺ݊ሻ െ ܫሺ݊ሻሻ ( 8 )
Ta có thӇ thҩy thành phҫn ሺɘ̴ሻሺሺሻ െ ሺሻሻ FyWURQJKDLÿҫu ra
Vì vұy tәng sӕ bӝ nhân giҧn xuӕng còn ba bӝ, và tәng sӕ bӝ cӝQJWăQJOrQQăPEӝ
Bӝ Pre-HTXDOL]HU ÿѭӧc sӱ dөQJ ÿӇ bù cho sӵ làm tròn cӫa hàm sinx/x trong qua trình biӃQÿәi tӯ sӕ VDQJWѭѫQJWӵ QKѭKuQK Bӝ Pre-equalizer có tác dөng giҧm nhiӉu và hài gây ra trong quá trình lӑc sau khi biӃQÿәi sӕ VDQJWѭѫQJWӵ
Hình 1.11 B͡ ÿL͉u ch͇ QAM vͣLÿ̯u ra c̯XSK˱˯QJ
Bӝ lӑc xung (Pulse shaping Filter) có tác dөng giҧPEăQJWҫn cӫa tín hiӋu SKiWGRÿyOjPWăQJVӕ kênh Nó làm giҧm xuyên nhiӉu giӳa các kênh Bӝ lӑc nӝi suy có tác dөQJWăQJWӕFÿӝ lҩy mүu và loҥi bӓ hài ҧnh cӫa tín hiӋu tҥo ra tӯ thuұt toán nӝi suy Bӝ tҥo tín hiӋu Quadrature DSS và bӝ nhân chuyӇQÿәi tín hiӋu lên trung tҫn
Bӝ lӑFÿӏnh dҥng xung cҫn phҧi hoҥWÿӝng ӣ tӕFÿӝ lҩy mүu thҩp, bӝ lӑc nӝi suy không làm phát sinh các thành phҫn nhiӉu và hài Hҫu hӃt các bӝ lӑc nӝi suy ÿӅXÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng cҩu trúc FIR nhiӅu tӕFÿӝ Có nhiӅu kiӇu bӝ lӑF),5ÿѭӧc sӱ dөng, các bӝ lӑFQj\FyWtQKQăQJKӋ sӕ WKD\ÿәLÿѭӧc, lӑc mӝt nӱDEăQJWҫn Các bӝ lӑFÿyFyFҩu trúc dҥQJKuQKOѭӧc (intergrator-comb structure CIC) [31]
Có mӝt sӕ bӝ nӝi suy sӱ dөng nhiӅu tӕFÿӝ lҩy mүu, vì vұy nó tҥo ra nhiӅu tӕF ÿӝ symbol khác nhau Theo toán hӑF FNJQJ Fy QKLӅX Vѫ ÿӗ có khҧ QăQJ WKӵc hiӋn thuұt toán này [32] Tuy nhiên, hҫu hӃWFiFVѫÿӗ ÿӅu yêu cҫu phҫn cӭng thӵc thi lӟQĈӇ thӵc thi hiӋu quҧ và tiӃt kiӋm phҫn cӭng, Erup và các cӝng sӵ giӟi thiӋu
Vѫÿӗ nӝi suy dҥQJÿDWKӭF6ѫÿӗ này cho kӃt quҧ tӕt mà yêu cҫu phҫn cӭng không phӭc tҥS6ѫÿӗ này có thӇ thӵc hiӋn sӱ dөng cҩu trúc Farrow [33]
Trong nhӳQJQăPJҫQÿk\KӋ thӕng DDFS mһc dù có nhiӅXѭXÿLӇm vүn không thӇ thay thӃ ÿѭӧc hӋ thӕng PLL Các hӋ thӕng DDFS tҥo ra tҫn sӕ cao tiêu thө nhiӅXQăQJOѭӧng và hài nhiӉXWăQJFDR>24] Phә ÿҫu ra cӫa DDS không sҥch bҵng tín hiӋXÿҫu ra cӫa vòng khóa pha PLL NhiӉu nӅn cӫa bӝ DDS tKѭӡng bӏ giӟi hҥn bӣi sӕ bit cӫa bӝ DAC Vӟi bӝ DAC 12 bit có nhiӉu nӅn lý thuyӃt là ± 72 dBc, trong khi bӝ tәng hӧp tҫn sӕ theo kiӇu PLL có nhiӉu nӅn khoҧng -100 dBc/Hz Khҧ QăQJQKҧy tҫQQKDQKYjÿӝ phân giҧi cao chӍ phù hӧp cho các ӭng dөQJÿһc biӋt và các hӋ thӕng radar quân sӵ, không phù hӧp cho các hӋ thӕng thông dөng không cҫn WKD\ÿәi tҫn sӕ QKDQKYjÿӝ phân giҧi cao
MӝWQKѭӧFÿLӇm chính cӫa hӋ thӕQJQj\ÿyOjkhông thӇ kӃt hӧp hӋ thӕng tӕFÿӝ cao và công suҩt tiêu thө thҩp Tҫn sӕ ÿҫu ra cӫa DDS bӏ hҥn chӃ bӣi tҫn sӕ hoҥWÿӝng cӫa các khӕi logic và bӝ DAC Các bӝ '$&ÿmÿѭӧc báo cáo có thӇ hoҥt ÿӝQJÿӃQ*+]QKѭQJQyFyÿӝ phân giҧi thҩp và tiêu thө công suҩt lӟQĈӗng thӡi khi tҫn sӕ lҩy mүXWăQJOrQWKuF{QJVXҩt cӫa các mҥch tính toán logic và DAC WăQJOrQWӍ lӋ thuұn vӟi nó Ĉӗng thӡi, các hài cӫa DDFS rҩt phӭc tҥp Rҩt nhiӅu nghiên cӭu ÿmSKkQWtFK ÿѭӧc các nguӗn nhiӉu cӫa nó Do tҩt cҧ các lý do trên, hӋ thӕng DDFS chӍ hoҥt ÿӝng ӣ tҫn sӕ thҩp
HӋ thӕng DDFS có sáu nguӗn nhiӉu và hài QKѭhình 1.12 Các nguӗn này bao gӗm: sai sӕ Oѭӧng tӱ trong các mүXSKDGQJÿӇ ÿӏQKÿӏa chӍ mүXELrQÿӝ trong bҧng ROM ep, sai sӕ do nén ROM eCOM, sai sӕ Oѭӧng tӱ mүX ELrQ ÿӝ OѭX WURQJROM e A , nhiӉu do chuyӇQÿәLWѭѫQJWӵ sang sӕ e DA , sai sӕ bӝ lӑc e F , nhiӉu pha cӫa tín hiӋu clock nclk Ӣ ÿk\FyVDLVӕ tҫn sӕ clock 'f, tuy nhiên sai sӕ này chӍ gây ra sai sӕ tҫn sӕ chӭ không gây ra nhiӉu và hài
Hình 1.12 Nhi͍u và hài trong m̩ch DDS
NhiӉu do sai sӕ Oѭӧng tӱ mүu pha
7URQJWUѭӡng hӧSOêWѭӣng, mүu pha và mүXELrQÿӝ không bӏ giӟi hҥn vӟi mӝt sӕ bit nhҩWÿӏnh, mүXÿҫu ra cӫa bӝ DDS có dҥng: ݏሺ݊ሻ ൌ ݏ݅݊ ቀʹߨ ο ଶ ೕ ݊ቁ (9)
'RNtFKWKѭӟc bӝ nhӟ 520OѭXPүXELrQÿӝ có giӟi hҥn nên chӍ có k bit lӟn nhҩt cӫDÿҫu ra bӝ TXD\SKDÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ tính toán mүXELrQÿӝ NӃXÿLӅXÿy xҧy ra thì công thӭc trên trӣ thành: ݏሺ݊ሻ ൌ ݏ݅݊ ൬ ଶగ ଶ ೕ ቀοܲ݊ െ ݁ ሺ݊ሻቁ൰ (10)
7URQJÿyH p (n) là sai sӕ do cҳt giá trӏ pha, e p (n) < 2 j-k Sai sӕ pha chӍ xҧy ra khi thӯa sӕ chung lӟn nhҩt cӫa 'P và 2 j nhӓ KѫQ j-k Khi thӯa sӕ chung lӟn nhҩt cӫa 'P và 2 j lӟQKѫQ j-k thì các bit phía sau bҵng không nên không xҧy ra sai sӕ pha.
Sai sӕ Oѭӧng tӱ mүXELrQÿӝ ÿѭӧFOѭXWURQJ520
Do mүXELrQÿӝ bӏ giӟi hҥn nên xҧy ra sai sӕ Oѭӧng tӱ Giҧ sӱ sai sӕ cӫa mүu pha không tӗn tҥi, thì công thӭFELrQÿӝ ÿҫu ra bӝ DDS có dҥng: ݏ݅݊ ൬ ଶగ ଶ ೕ ሺοܲ݊ሻ൰ െ ݁ ሺ݊ሻ (11) 7URQJÿy e A (n): là sai sӕ Oѭӧng tӱ mүXELrQÿӝ Sai sӕ này là sai sӕ có chu kǤ và lһp lҥi theo chu kǤ sӕ pe KӃt quҧ cӫa sai sӕ này là hình thành nӅn nhiӉu trҳng trong toàn bӝ phә tín hiӋu Sai sӕ này phө thuӝFYjREѭӟFOѭӧng tӱ: െ ο ಲ ଶ ݁ ο ಲ ଶ (12)
7URQJÿy' A OjEѭӟFOѭӧng tӱ ο ൌ ଵ ଶ (13)
Công suҩt nhiӉXWURQJWUѭӡng hӧSQj\ÿѭӧc tính theo công thӭc: ܧሼሺ݁ ሻ ଶ ሽ ൌ ଵ ο ಲ ሺ݁ οಲ మ ሻ ଶ ݀݁ ି οಲ మ ൌ ο ଵଶ మ ಲ (14) Công suҩt tín hiӋu: ܲ ൌ మ ଶ (15)
7URQJÿy$OjELrQÿӝ cӫa tín hiӋu Hàm tín hiӋXÿҫu ra DSS là hàm lҿ, vì vұy phә sai sӕ ELrQÿӝ chӍ có thành phҫn tҫn sӕ lҿ (p e /2) Tín hiӋXVLQÿҫu ra là tín hiӋu thӵFGRÿySKә cӫa nó chia làm hai phía trөc tҫn sӕ
TӍ sӕ sóng mang (tín hiӋu có ích) trên nhiӉu : ௌ ൌ ͳͲ ൈ ݈݃ ଵ ቆ ಲ ாሼ మ ಲ ሽൈ ቀ ସቁቇ ൌ ൬ͳǡ ǡͲʹ݉ ͳͲ ൈ ݈݃ ଵ ቀ ସቁ൰ dBc (16)
Sai sӕ do DAC
Trong các mҥch DDS tӕFÿӝ FDRÿӝ phân giҧi cao (>10 bit, > 50 MHz), hҫu hӃt nhiӉu tҥo ra chӫ yӃu tӯ khӕi DAC, LPF do sӵ xuyên nhiӉu clock, sӵ ÿLӅu chӃ trong (intermodulation), và dӏFKQăQJOѭӧng (glitch energy) NhiӉu tҥo ra tӯ phҫn sӕ QKѭVDLVӕ Oѭӧng tӱ SKDELrQÿӝ rҩt nhӓ so vӟi các nhiӉu này Bӝ DAC là mӝt khӕi quan trӑng trong DDS cho nên cҫn phҧi nghiên cӭu kӻ Hình 1.13 chӍ ra hàm truyӅn OêWѭӣng và thӵc tӃ cӫa bӝ DAC 3 bit Hҫu hӃt các nhà sҧn xuҩWÿӅu cung cҩSÿһc tính kӻ thuұt cӫa cӫa bӝ '$&QKѭ ÿӝ lӋch, sai sӕ ÿӝ lӧi khuӃFKÿҥLÿӝ phi tuyӃn (DNL và INL) cӫa hàm truyӅn này Sai sӕ ÿӝ lӋFKÿӝ lӧLFNJQJQKѭ'1/Yj,1/ ÿѭӧF[HPOjFiFÿһFWtQKWƭQKFӫa bӝ '$&Ĉӝ lӋFKÿѭӧFÿӏQKQJKƭDOjÿӝ dӏch mӭc mӝt chiӅu cӫa tín hiӋXÿҫXUDĈӝ lӧLÿѭӧFÿӏnh ngKƭDOjWӍ sӕ giӳa mӭc tín hiӋu toàn dҧLÿҫu ra vӟi mӭc tín hiӋu chuҭn Tham sӕ ÿӝ sҥch phә 6)'5ÿӏQKQJKƭDVӵ sai lӋch công suҩt tín hiӋu có ích vӟi công suҩt các tín hiӋXNKiFWURQJEăQJWҫn sӕ quan WkPQKѭWURQJKuQK1.14
Hình 1.13 Hàm truy͉QOêW˱ͧng và thc t͇ cͯa b͡ DAC 3 bit
Các tham sӕ Qj\ÿѭӧc thӇ hiӋn trong hình 1.15 Thӡi gian xác lұSÿѭӧFÿR bҵng khoҧng thӡi gian tín hiӋXÿҫu ra cӫa bӝ DAC rӡi khӓi mӭc sai sӕ cӫa giá trӏ ÿҫu WLrQÿӃn khi nҵm trong sai sӕ cho phép cӫa giá trӏ cuӕLFQJĈӝ rung mӭFÿҫu ra là tӕFÿӝ WKD\ÿәi mӭFÿҫu ra cӫa bӝ DAC Sӵ khác nhau giӳa tӕFÿӝ Vѭӡn lên và Vѭӡn xuӕng tҥo ra nhiӉu do méo tín hiӋXĈiSӭng xung chuyӇn mӭFÿҫu ra là tham sӕ rҩt quan trӑng trong hӋ thӕQJ''61yÿRVӵ ÿiSӭng cӫa bӝ '$&NKLWKD\ÿәi giӳa hai mӭc Tham sӕ Qj\ÿһc biӋWFyêQJKƭDNKLWҫn sӕ ÿҫu ra cao
Hình 1.14 Ph͝ tín hi Xÿ̯u ra b͡ DAC
Khi tҫn sӕ thҩp, trong mӝt chu kǤ sӕ Oѭӧng mүu nhiӅXÿӝ lӋch giӳa hai mӭc nhӓ Khi tҫn sӕ FDRÿӝ dӏch giӳa hai mӭc lӟn ví dө 000 và 100, mӭc tín hiӋu mong muӕn bӏ giҧm Mһc khác tín hiӋXÿҫu ra có hiӋQWѭӧQJUXQJWUrQFiFVѭӡn lên hoһc xuӕng cӫa tín hiӋu ÿҫu ra Tҫn sӕ UXQJQj\WKѭӡng là tҫn sӕ cӝQJKѭӣng tӵ nhiên cӫa mҥch và tҥo ra nhiӉu cho tín hiӋu mong muӕn
Hình 1.15 Các tham s͙ AC cͯa tín hi Xÿ̯u ra b͡ DAC f out 2f out 3f out f clk -f out f clk f clk -3f out f clk -2f out
Frequency clock feedthrough first image aliased harmonics envelope de to sampling SFRD harmonics
Relative Power (dBc) spur? t settling
Clock or Data feedthru time slew rate
NhiӉu pha cӫa tín hiӋu clock
&NJQJJLӕQJQKѭWҩt cҧ các hӋ thӕng sӕ NKiFÿһt tính phә tín hiӋXFORFNÿѭӧc phҧn ҧQKYjRÿҫu ra cӫa hӋ thӕng DDFS Tuy nhiên, tҫn sӕ cӫa hӋ thӕng này có tҫn sӕ thҩSKѫQtWQKҩt 2 lҫn tҫn sӕ clock nên nhiӉu bӏ giҧPÿLGRWҫn sӕ FORFN Yѭӧt QJRjLEăQJWK{QJFӫa tín hiӋXÿҫXUD&iFÿһc tính có nhiӉu pha thҩp và hài tҫn sӕ clock nhӓ OjѭXÿLӇm cӫa hӋ thӕng DDFS TҥLÿҫu ra cӫa hӋ thӕng DDFS, thông WKѭӡng có bӝ lӑc thông thҩSÿӇ tái tҥo tín hiӋu nên các nhiӉu tҫn sӕ FDRÿӅu có thӇ loҥi bӓ ÿLGRÿyQKLӉu do clock tҥRUDtWWiFÿӝQJÿӃn tín hiӋu ra cӫa hӋ thӕng
NhiӉu pha tín hiӋX [XQJFORFN ÿѭӧF ÿӅ cұS ÿҫu tiên trong bӝ dao dӝng và ÿѭӧFP{KuQKKyDQKѭVDX ݕ ൌ ܿݏሺݓ ݐ ߚ ݏ݅݊ ߱ ݐሻ (17) Phә tҫn sӕ cӫa tín hiӋXÿҫu ra bӝ GDRÿӝng có nhiӉXSKDÿѭӧc thӇ hiӋn trên hình1.16
Hình 1.16 Nhi͍u pha cͯa tín hi Xÿ̯u ra b͡ GDRÿ͡ng
Trong ÿy ݓ ǣlà tҫn sӕ clock ȕ: là giá trӏ dӏch pha lӟn nhҩt ɘ ୫ : là tҫn sӕ dӏch
Bӝ DDS có thӇ [HPQKѭPӝt bӝ chia tҫn nên tҫn sӕ ÿҫu ra có dҥng: ݂ ௨௧ ሺݐሻ ൌ ο ೖ ሺ௧ሻ ଶ ೕ ൌ ೖ ሺ௧ሻ ே ൌ ଵ ଶగቀ߱ ௨௧ ఉ ே߱ ܿݏ߱ ݐቁ (19) 7URQJÿyj Ojÿӝ dài mүu pha 'P là chӍ sӕ WăQJSKDN là hӋ sӕ chia
Pha cӫa tín hiӋXÿҫu ra DDS : ߠ ௨௧ ሺݐሻ ൌ ቀ߱ ௨௧ ఉ ேݏ݅݊߱ ݐቁ (20)
Sau khi phân tích phә cӫa hai tín hiӋu clock và tín hiӋXÿҫu ra cӫa bӝ DDS theo hàm Bessel ta thҩy quan hӋ công suҩt nhiӉu ӣ hài thӭ ݅ɘ ୫ : ೠ ೖ ൌ ቆ ቀ ഁ ಿ ቁ ሺఉሻቇ ଶ
Xét ӣ hài thӭ nhҩt ta có : ൬ ೠభ ೖభ൰ ௗ ൎ െʹͲ ൈ ݈݃ ଵ ሺܰሻ (dB) (22)
Tӯ công thӭc trên ta thҩy công suҩt nhiӉu pha phө thuӝc vào tӍ sӕ tҫn sӕ tín hiӋXÿҫu ra và tҫn sӕ clock.
Sai sӕ bӝ lӑc
NhiӉu do bӝ lӑc LPF tҥo ra là nhiӉu cҫn thiӃWÿӇ loҥi bӓ các thành phҫn hài tҫn sӕ cao Công suҩt phә cӫa tín hiӋXÿҫu ra bӏ biӃQÿәi, vӅ nguyên tҳc có thӇ coi ÿk\OjPӝt nguӗn nhiӉu Bӝ lӑc LPF thӵc chҩt là thiӃt bӏ OѭXWUӳ QăQJOѭӧng cho nên ÿiS ӭng thӡi gian cӫa bӝ lӑc lӟQ ĈӇ WUiQK ÿѭӧc các hiӋQ WѭӧQJ ÿLӅu chӃ không mong muӕn và mҩWÿLFiFѭXÿLӇm cӫa tәng hӧp tҫn sӕ trӵc tiӃp, bӝ lӑc phҧLFyÿiS ӭQJELrQÿӝ - tҫn sӕ phҷng trong vùng tҫn sӕ có ích và có hӋ sӕ giӳ chұm là hҵng sӕ trong vùng tҫn sӕ ÿy
1KѭKuQK2.1 chӍ ra kiӃn trúc bӝ DDS trong thӵc tӃ Tӯ mã pha sau ÿѭӧc xén bӟt tӯ N bit xuӕng còn M bit FyêQJKƭDQKҩt ÿӇ ÿѭDÿӃn bӝ giҧi mã pha - ELrQÿӝ (PSAC) ViӋc xén bit này tiӃt kiӋPÿѭӧc 2 (N-M) tӯ mã ROM Tuy nhiên, khi tӯ mã bӏ xén gây ra nhiӉu do cҳt xén tӯ PmSKDQKѭFKѭѫQJ,ÿã ÿӅ cұp 'RÿyQJѭӡi ta chӍ xén mӝt sӕ Oѭӧng bit pha nhҩWÿӏnh
1KѭKuQK2.1 chӍ ra, hӋ thӕng cҫn bҧQJWUD520ÿӇ WUDELrQÿӝ tín hiӋu sin tӯ tӯ mã pha NӃu bҧQJWUDÿѭӧc thiӃt kӃ tuyӃQWtQKWKuNtFKWKѭӟc cӫa bҧng này tӍ lӋ thuұn vӟi tҫn sӕ lӟn nhҩt cӫa tҫn sӕ ÿѭӧc tҥRUDYjÿӝ phân giҧi cӫa bӝ DDS Vӟi 17 bit tӯ PmSKDÿӇ giҧLPmÿӏa chӍ bӝ nhӟ ROM và mӝt tӯ mã ROM 12 bit, chúng ta cҫn khoҧng 1,5 Mb bӝ nhӟ ROM Mӝt bӝ nhӟ ROM lӟn OjPWăQJWKӡi gian trӉ do phҧi thӵc hiӋn phép giҧL Pm ÿӏa chӍ qua nhiӅu thành phҫQ ORJLF GR ÿy KӋ thӕng không thӇ hoҥWÿӝng ӣ tҫn sӕ FORFNFDRÿѭӧc Ngoài ra, nó còn làm công suҩt tiêu thө WăQJOrQ
'RÿyWURQJWKӵc tӃ QJѭӡLWDGQJFiFSKѭѫQJSKiSQpQ520&iFSKѭѫQJ pháp nén ROM nhҵm giҧPNtFKWKѭӟc bҧng tra ROM, cҧi thiӋn tӕFÿӝ cӫa bӝ biӃn ÿәLSKDVDQJELrQÿӝ (PSAC)
Hình 2.1 H th͙ng DDFS trong thc t͇
Chúng ta biӃt rҵQJNtFKWKѭӟc ROM tӍ lӋ thuұn vӟi sӕ bit cӫa tӯ mã pha Dӵa vào tính chҩt cӫDKjPVLQQJѭӡi ta chia hàPVLQWKjQKÿRҥn, mӛLÿRҥn 90 o và chӍ cҫQOѭXPӝWÿRҥQYjR520&iFÿRҥn khác dùng thuұt toán hàm gҩSÿӇ tái tҥo tín
Phase to Sinusoid Amplitude Converter phase accumulator clock reference f 0 frequency control word
L+ 1 regi st er adde r hiӋu hình sin1KѭYұy ta chӍ OѭXELrQÿӝ cӫa tín hiӋXVLQWURQJÿRҥn tӯ ÿӃn 90 0 YjR520YjNtFKWKѭӟc cӫa ROM giҧm xuӕng 4 lҫn
Sӕ bit cӫa bӝ TXD\SKDÿѭӧc chia làm hai phҫQQKѭKuQK.2 N-2 bit ÿѭӧc GQJÿӇ giҧLPmÿӏa chӍ ELrQÿӝ tín hiӋu sin Hai bit còn lҥLÿѭӧFGQJÿӇ ÿLӅu khiӇn bӝ ghép pha
Hình 2.3 Mô hình tín hi u khi s͵ dͭng b͡ chia pha
3KѭѫQJWUuQKWRiQKӑc mô tҧ SKѭѫQJSKiSQj\FyGҥQJQKѭVDX
0 0 sin(90 ), 0 (0 ) sin(90 (1 )), 1 (90 ) sin 90 sin 90 sin(90 ), 2 (180 ) sin(90 (1 )), 3 (270 )
7URQJÿy x là giá trӏ ÿѭӧc biӇu diӉn bӣi N-2 bit có giá trӏ 0 d x d 1; x N có giá trӏ 0 d x N d 4; x Q ÿѭӧc biӇu diӉn bӣi 2 bit còn lҥLQKѭWUrQKuQK.2
Hình 2.4 Ki͇n trúc m͡t DSS có s͵ dͭQJSK˱˯QJSKiSFKLDSKD
Hình 2.3 thӇ hiӋn mô hình tín hiӋu khi sӱ dөng bӝ FKLD SKD ÿӇ giҧm kích
WKѭӟc ROM Hình 2.3 cho thҩ\ÿӇ tҥo ra tín hiӋu sin cuӕLFQJQJѭӡi ta chӍ sӱ dөng
Phase to Sinusoid Amplitude Converter
Word các mүu dӳ liӋXELrQÿӝ tӯ 0 o ÿӃn 90 o 6DXÿyGQJWKXұt toán gҩSÿӇ ghép các 4 mҧng pha vӟi nhau thành tín hiӋu sin
KiӃn trúc mӝt DSS có sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSFKLDSKDÿѭӧc thӇ hiӋn trên hình 2.4 Nhìn hình 2.4 ta thҩ\ÿҫu ra bӝ quay pha có M-ELWÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ tҥo ra mҧng pha tӯ ÿӃn 90 o Hai bit còn lҥLELWGQJÿӇ ÿLӅu khiӇn bӝ bù 1, 1-x , còn bit NLDGQJÿӇ ÿLӅu khiӇn bӝ ÿҧRVDXÿҫu ra bӝ chuyӇQÿәi tӯ SKDVDQJELrQÿӝ sin PSAC
3KѭѫQJSKiSQj\FyѭXÿLӇm là giҧPNtFKWKѭӟF520ÿѭӧc 4 lҫn, không tác ÿӝQJÿӃQÿӝ chính xác cӫa kӃt quҧ Tuy nhiên thӡi gian tính toán và thӡi gian giӳ chұm qua các khӕi logic làm hҥn chӃ tҫn sӕ ra cӫa bӝ '66ÿӗng thӡi nó cҫn nhiӅu các cәQJORJLFÿӇ thӵc hiӋn các phép tính trӯ Yjÿҧo
Cӕt lõi cӫDSKѭѫQJSKiSQj\OjWKD\YuSKҧLOѭXELrQÿӝ cӫa mӝt phҫQWѭKjP VLQQJѭӡLWDOѭXWUӳ giá trӏ cӫa hàm: ݂ሺܲሻ ൌ ݏ݅݊ ቀ గ ଶቁ െ ܲ (24) Bӣi vì hàm ܯܽݔሾ݂ሺܲሻሿ ൌ ͲǡʹͳǤ ݉ܽݔ ቂሺ గ ଶ ሻቃ
1KѭYұ\Vѫÿӗ khӕi cӫa bӝ DSS trӣ WKjQKQKѭVDX
1KѭWUrQKuQK 2.5 ta thҩ\Vѫÿӗ khӕi thêm mӝt khӕi giӳ chұPÿӇ giӳ tӯ mã pha P KӃt quҧ ELrQÿӝ VLQÿѭDÿӃn bӝ $'&QKѭVDX
VLQʌ3-P LOOK UP TABLE m-1 VLQʌ3
KӃt quҧ ELrQÿӝ VLQÿѭDÿӃn bӝ DAC giӕQJQKѭWURQJWUѭӡng hӧp tәng quát 7X\QKLrQGRELrQÿӝ lӟn nhҩt cӫa tӯ PmOѭXWURQJEҧng ROM nhӓ KѫQNKRҧng 1/5 lҫn cho nên sӕ bit tiӃt kiӋPÿѭӧc là 2 bit cho mӛi tӯ Pm1Jѭӧc lҥi, chúng ta cҫn thêm mӝt bӝ cӝQJÿӇ thӵc hiӋn phép tính sau khi tra bҧng Tӯ công thӭc 5 nӃu ta nhân P vӟi mӝt hӋ sӕ UQjRÿyWKuVӕ bit có thӇ giҧm xuӕQJKѫQELWFKRPӝt tӯ mã ELrQÿӝ Tác giҧ bài báo [18] ÿmF{QJEӕ bài báo cho thҩy hӋ sӕ r bҵng 1.375 tiӃt kiӋPÿѭӧc 4 bit tuy nhiên trҧ giá cho 4 bit ÿyOjFҫQÿӃn 3 bӝ cӝng tҥLÿҫu ra bҧng tra LUT.
Các trúc sӱDÿәi tӯ cҩu trúc Sunderland
3KѭѫQJSKiS6XQGHUODQGEDQÿҫXÿѭӧc trình bày trong bài báo [19@3KѭѫQJ SKiSQj\FNJQJNӃ thӯa tӯ SKѭѫQJSKiSFӫa Hutchinson Bҧn chҩt cӫDSKѭѫQJSKiS Hutchinson là sӱ dөng công thӭFOѭӧQJJLiFÿӇ phân tích công thӭFWtQKELrQÿӝ sin ra hai thành phҫQÿӇ OѭXYjR520*yFSKDP ÿѭӧc chia làm hai thành phҫn: góc pha thô C và góc pha tinh F và công thӭFQKѭVDX sin ߠ = sin(C+F)
= sin C cos F + sin F cos C (26) ൎ sin C + sin F x cos C 1KѭYұy, có hai bҧng dӳ liӋu cҫQOѭXYjR520Oj: sin (C) và sin F x cos(C)
Sunderland cҧi tiӃQSKѭѫQJSKiSQj\Eҵng cách chia góc P thành ba thành phҫn: A, B, C A là thành phҫn lӟn nhҩt, C là nhӓ nhҩt sin ߠ = sin (A + B + C)
- sin A sin B sin C ൎ sin (A+ B) + cos A sin C
Bӝ nhӟ 520WURQJSKѭѫQJSKiSQj\OѭXWKjQKKDLPҧng giá trӏ cӫa sin (A+B) và cosA x sin C KiӃQWU~F6XQGHUODQGÿѭӧc trình bày ӣ hình 2.6
6DX ÿy KDLtác giҧ NKiF FNJQJ Fҧi tiӃQ SKѭѫQJ SKiS 6XQGHUODQGbҵng cách thay thӃ các giá trӏ a cho A, b cho B, c cho C.KLÿy
Vӟi 12 cӫa tӯ PmJyFSKD3ÿѭӧc chia làm 3 phҫn mӛi phҫQELWQKѭVDXD là các giá trӏ nhӓ KѫQEOjFiFJLiWUӏ nhӓ KѫQ -4 , c là các giá trӏ nhӓ KѫQ -8 Cҩu trúc bӝ DDS hai tác giҧ Qj\ÿѭDUDQKѭhình 2.7
Nhìn vào cҩu trúc này ta thҩ\ Fy KDL ÿLӇm khác biӋt lӟn Thӭ nhҩt, thành phҫn (cos(a+ܾതሻ గ ଶ ).sin( గ ଶ c) có xuҩt hiӋn ܾത WKD\ Yu E QKѭ ÿ~QJ F{QJ WKӭc Bài báo FNJQJÿѭDUDFiFNKҧo sát và cho thҩ\WURQJWUѭӡng hӧp giҧ sӱ QKѭWUrQVDLVӕ trong WUѭӡng hӧp tӋ nhҩt là 0,0003 Thӭ hai, cҩu trúc ӣ phҫn thô sӱ dөng cҩu trúc vi sai nhҵm giҧm sӕ bit cӫa tӯ PmÿѭӧFOѭX
9 A(4) cos((a+ )ʌ/2) xsin(cʌ/2) FINE ROM
Hai tác giҧ &XUWLFăSHDQvà Niittylahti [20@FNJQJÿѭDUDPӝWSKѭѫQJSKiSFҧi tiӃQSKѭѫQJSKiSFӫa Hutchinson bҵQJFiFKOѭXYjREӝ nhӟ ROM ba thành phҫn WKHRÿ~QJF{QJWKӭc :
Hình 2.8 C̭u trúc DDS cͯa &XUWLFăSHDQYjNiittylahti ݏ݅݊ ߠ = sin (C + F)
= sin C cos F + sin F cos C (28) ൎ sin C + sin F x cos C
9jVDXÿҫu ra bӝ LUT sӱ dөng bӝ nhân và bӝ cӝQJÿӇ WtQKUDELrQÿӝ cӫa pha WѭѫQJӭng Cҩu trúc cӫa bӝ DDS vì thӃ có dҥQJQKѭWUrQKuQK2.8
Tác giҧ Symons [21] thӵc hiӋQÿ~QJF{QJWKӭFOѭӧng giác và bӝ nhӟ ROM ÿѭӧc chia thành 4 thành phҫn Vì thӃ cҩu trúc DDS cҫn phҧi thêm hai bӝ nhân và mӝt bӝ cӝng.
KiӃn trúc Nicholas
MӝW SKѭѫQJ SKiS NKiF GQJ ÿӇ OѭX FiF PүX YjR 520 ÿy Oj NLӃn trúc Nicholas, kiӃQWU~FQj\ÿѭӧc trình bày trong bài báo [34] Trong kiӃQWU~FQj\ÿӏa chӍ pha cӫa mӝt phҫQWѭVyQJVLQÿѭӧFÿӏQKQJKƭDOjP = a + b + cWURQJÿyÿӝ dài cӫDDOj$ÿӝ dài cӫa b là B và cӫa c là C Các biӃn a, b kӃt hӧp tҥo thành bҧng ROM thô (coarse ROM), các biӃn a, c kӃt hӧp thành bҧng ROM tinh (fine ROM) Trong hình 2.9, các giá trӏ 520WK{ÿѭӧc thӇ hiӋn bӣi ÿѭӡng nét liӅn, các giá trӏ 520WLQKÿѭӧc chӑn tӯ các giá trӏ nҵm trong segment sai sӕ Các giá trӏ ROM tinh
F có thӇ nҵm trên hoһc nҵPGѭӟi giá trӏ 520WK{ÿѭӡng nét liӅn) trong hình phóng ÿҥL1KѭWURQJKuQK2.9 giá trӏ ROM thô có bӕn giá trӏ là 00, 01, 10 và 11 Trong mӛi vùng, có các giá trӏ c riêng biӋt nҵm trong thanh segment sai sӕ Giá trӏ nӝi suy Fÿѭӧc tính toán sao cho cӵc tiӇu sai sӕ trung bình và sai sӕ tuyӋWÿӕi Theo hình 2.9 nӃu giá trӏ 520WK{ÿѭӧc chӑn nҵm giӳa vùng nӝi suy, thì các mүu ROM tinh xҩp xӍ bҵng c = (2 C -ÿLӇP&Ojÿӝ dài cӫa biӃQF1KѭYұy, bҵng cách sӱ dөng mӝt bӝ cӝng/trӯ thay cho mӝt bӝ cӝQJÿӇ tính ra giá trӏ 520WKuNtFKWKѭӟc ROM giҧm mӝt nӱa NӃXVѫÿӗ thuұt toán có sӱ dөng thuұt toán vi sai thì cҫn phҧi thêm mҥch ÿLӅu khiӇQORJLFÿӇ quyӃWÿӏnh khi nào công khi nào trӯ Sӕ cәng logic yêu cҫXÿӇ thӵc hiӋQVѫÿӗ Qj\tWKѫQFәQJÿӕi vӟLWUѭӣng hӧp 13 bit pha [34] Do ROM tinh nhӓ nên tӕFÿӝ ÿҥWÿѭӧc lӟQGRÿyWDFyWKӇ WăQJVӕ Oѭӧng ROM tinh ÿӇ giҧm nhiӉu do bӏ làm tròn
Qua mô phӓng cho thҩy cách chia tӕLѭXJLӳa các phҫn cho 13 bit pha là A 4, B = 4, C = 5 [34] Mô phӓQJWURQJWUѭӡng hӧp này chӍ ra sai sӕ trung bình tӕWKѫQ so vӟi sai sӕ tuyӋWÿӕi KiӃn trúc cӫa thuұWWRiQQj\ÿѭӧc trình bày trong hình 2.10 Giá trӏ ELrQÿӝ cӫa ROM thô có thӇ ÿѭӧc tuyӃQWtQKKyDÿӇ giҧm nhiӉu do sai sӕ ELrQÿӝ ELrQÿӝ ViӋc cҧi tiӃn cách tham sӕ tuyӃn tính này là mӝt yӃu tӕ quan trӑng ÿӇ giҧm nhiӉu
Hình 2.9 Các m̳u ROM tinh Yj520WK{ÿ˱ͫFGQJÿ͋ tính ra các giá tr͓ 520W˱˯QJͱng
Hình 2.10 Ki͇n trúc cͯa thu̵t toán Nicholas
Mӝt kiӃn trúc khác sӱDÿәi kiӃQWU~F1LFKRODVÿѭӧc trình bày trong bài báo
[28] KiӃn trúc này ÿmNK{QJWӕLѭXPүu ROM tinh nên không cҫn dùng bit phө ÿӇ ÿLӅu khiӇQ'RÿyNLӃn trúc sӱD ÿәi Nicholas sӱ dөQJÿӃQELWSKD ÿӇ chӑn ELrQ ÿӝ 'R ÿy NLӃn trúc này tiӃt kiӋm mӝt sӕ phҫn cӭng, không sӱ dөng bӝ cӝQJWUYjELWORJLFÿLӅu khiӇQFNJQJNK{QJ cҫn thiӃt sӱ dөng Mӝt cҧi tiӃQÿiQJNӇ trong kiӃn trúc này là sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSWӕLѭXWRiQKӑFÿӇ tӕLѭX520
7KHRSKѭѫQJSKiSQj\3ÿѭӧc chia thành hai phҫn, phҫQÿӏa chӍ trên gӑi là u và phҫQÿӏa chӍ Gѭӟi gӑi là P-u [36] ChuӛL7D\ORUÿѭӧc triӇn khai cho phҫQÿӏa chӍ trên là u QKѭVDX ቀ గ ଶܲቁ ൌ ݏ݅݊ ቀ గ ଶݑቁ ݇ ଵ ሺܲ െ ݑሻܿݏ ቀ గ ଶݑቁ െ మ ሺି௨ሻ మ ௦ቀ ഏ మ ௨ቁ ଶ ܴ ଷ
7URQJÿyNn là hӋ sӕ sӱ dөQJÿӇ ÿLӅu chӍnh cho mӛi mӝt phҫn tӱ trong chuӛi Taylor Sӵ ÿLӅu chӍnh này là cҫn thiӃt bӣLYuÿӕi sӕ cӫa mӛi phҫn tӱ OjJyFÿmEӏ cҳt ÿL'RÿRFҫn thiӃt phҧi có hӋ sӕ k n ÿӇ bù cho góc pha Phҫn còn lҥi là: ܴ ൌ ௗ ൬௦ቀ ഏ మ ቁ൰ ௗ ሺି௨ሻ Ǩ ǡ (30)
7URQJÿyݎ߳ሾݑǡ ܲሿ'RVLQHYjFRVLQHÿӅu có giӟi trên là 1 nên có thӇ xҩp xӍ QKѭ sau: ȁܴ ȁ ൌ ቚ ሺି௨ሻ Ǩ ቚ ቚ ȁି௨ȁ Ǩ ೌೣ ቚ (31)
ChuӛL7D\ORUÿѭӧc tҥo ra bӣi (28) ba thành phҫn QKѭKuQK2.11 NӃu thӵc hiӋn nhiӅu các thành phҫn thì chuӛi xҩp xӍ rҩWFKtQK[iFĈӝ chính xác cӫa kiӃn trúc QKѭKuQK2.11 khoҧng 0,0000025
Hình 2.11 M͙i quan h giͷa các bit và ki͇n trúc x̭p x͑ chu͟i taylor
Trong kiӃn trúc này, bҧy bit êQJKƭDQKҩt cӫDSKDÿҫXYjRÿѭӧc chӑQÿӇ ÿѭDYjRSKDWUrQ³u´ÿӏa chӍ Qj\ÿѭDÿӃn tra bҧng ROM sine và cosine Giá trӏ ÿҫu ra cӫD 520VLQÿѭӧF ÿѭD ÿӃn bӝ cӝQJÿӇ cӝng vӟi các thành phҫn khác Các thuұt WRiQ QpQ 520 NKiF FNJQJ Fy WKӇ sӱ dөQJ ÿӇ nén ROM trong bҧQJ 520 Qj\ ÿӇ giҧPNtFKWKѭӟFĈҫXUD520FRVLQHÿѭӧc nhân vӟi mӝt hӋ sӕ k1 ÿӏQKWUѭӟc Tam sӕ (P-Xÿѭӧc nhân vӟL520FRVLQHÿӇ tҥo ra thành phҫn thӭ hai Thành phҫn thӭ EDÿѭӧc tích hӧp trong ROM bҵng giá trӏ cӫa ൫ሺߨݑሻȀʹ൯ YjEuQKSKѭѫQJFӫa pha Gѭӟi (P-u) HӋ sӕ QKkQÿLӅu chӍnh cӫa bҧQJ520FRVLQHÿѭӧc tích hӧp và ROM Thӭ tӵ thӵc hiӋQ QKѭVDX ÿҫu ra thành phҫn thӭ ba gӗm 4 bit ÿѭD ÿӃn bӝ cӝng, cӝng vӟi thành phҫn thӭ hai (gӗm 10 bit), và cuӕi cùng cҧ hai (11 bit) cӝng vӟi thành phҫn thӭ nhҩt (14 bit) tҥi bӝ cӝng thӭ nhҩt Giá trӏ tҥRUDÿѭӧc cҳt bӟt lҩy 12 bit êQJKƭDQKҩWÿѭDÿӃn bӝ DAC
ThuұWWRiQQj\ÿmÿѭӧc sӱ dөQJWURQJOƭQKYӵc viӉn thông tӯ OkX1yGQJÿӇ tính các giá trӏ KjP Oѭӧng giác, quay vector, chuyӇn tӑD ÿӝ, quay hypecbol CORDIC là tӯ viӃt tҳc cӫa cөm tӯ ³&RRUGLQDWH5RWDWLRQ'LJLWDO&RPSXWHU´Ĉây là thuұt toán cho phép tính các hàm mӝWFiFK ÿѫQJLҧQKѫQSKKӧp vӟi máy tính ThuұWWRiQ&25',&ÿҫXWLrQÿѭӧc giӟi thiӋu bӣi Volder Sau ÿy:DOWHUSKiWWULӇn nó thành mӝt thuұWWRiQÿӇ dùng tính mӝt sӕ hàm tiên nghiӋP&yKDLSKѭѫQJSKiS FѫEҧn thuӝF&25',&ÿӇ WtQKFiFKjPÿyOjSKѭѫQJSKiSYHFWRUYjSKѭѫQJSKiS quay Cҧ KDL SKѭѫQJ SKiS Qj\ ÿӅu sӱ dөng phép cӝng/trӯ và dӏFK 'R WtQK ÿѫQ giҧn cӫDFiFSKpSWtQKÿѭӧc áp dөng trong thuұt toán nên nó rҩt phù hӧp cho các nӅn tҧQJ9/6,1yFNJQJWӯQJÿѭӧc dùng trong các máy tính bӓ W~LQKѭ+3-35 và sӱ dөng cho các bӝ vi xӱ lý phө trӧ QKѭ,QWHO Ĉӗ iQ Qj\ SKkQ WtFK SKѭѫQJ SKiS TXD\ URWDLRQ PRde) là mӝt trong hai SKѭѫQJSKiSFӫa thuұt toán CORDIC Thuұt toán này cho phép quay mӝt góc bҩt kǤ mà chӍ sӱ dөng phép cӝng và dӏch ThuұWWRiQQj\ÿѭӧc xuҩt phát tӯ hàm tәng TXiWTXD\JyFQKѭF{QJWKӭc (32) Theo công thӭc (32), mӝt vector có tӑDÿӝ (I,Q) ÿѭӧc quay mӝt góc Ang bӣi thuұWWRiQ&25',&NKLÿyWӑDÿӝ mӟi cӫa vector là ,ả4ả ܫ ᇱ ൌ ܫܿݏሺܣ݊݃ሻ ܳݏ݅݊ሺܣ݊݃ሻ ܳ ᇱ ൌ ܳܿݏሺܣ݊݃ሻ െ ܫݏ݅݊ሺܣ݊݃ሻ (32) Công thӭc (32FNJQJFyWKӇ viӃt lҥLQKѭVDX ܫ ᇱ ൌ ܿݏሺܣ݊݃ሻሾܫ ܳݐܽ݊ሺܣ݊݃ሻሿ ܳ ᇱ ൌ ܿݏሺܣ݊݃ሻሾܳ െ ܫݐܽ݊ሺܣ݊݃ሻሿ (33)
NӃu tan (Ang) gán bҵng ± 2 -i , thì phép nhân trӣ thành phép dӏFK 1KѭYұy quay mӝt góc bҩt kǤ có thӇ thӵc hiӋn bҵng chuӛi nhiӅu phép quay nhӓ Vì cos(Ang)
= cos (-Ang) nên ta có thӇ viӃt: ܫ ାଵ ൌ ܭ ሾܫ ܳ ݀ ʹ ି ሿ ܳ ାଵ ൌ ܭ ሾܳ ܫ ݀ ʹ ି ሿ (34) 7URQJÿy݀ ൌ േͳ và ܭ ൌ ܿݏ ቀݐܽ݊ ିଵ ሺʹ ି ሻቁ ൌ ͳȀඥሺͳ ʹ ି ሻ
K i bҵng khoҧng 0,6073 khi sӕ lҫn lһSÿҥWÿӃn giӟi hҥQĈӝ lӧi phө thuӝc vào sӕ lҫn lһSÿѭӧFWtQKQKѭVDX ܩ ൌ ς ିଵ ୀ ඥሺͳ ʹ ିଶ ሻ (35)
ThuұWWRiQ&25',&Fyÿӝ lӧi G n ÿҥt khoҧng 1,674 khi sӕ lҫn lһSÿҥt giӟi hҥn NӃu cҧ hai thành phҫn cӫDYHFWRUÿҫXYjRÿӅXÿҥWÿӃn giá trӏ lӟn nhҩt thì kӃt quҧ (I, Q) cӫa công thӭc (34) sӁ bҵng 2,33 lҫn giá trӏ lӟn nhҩt
*yFTXD\ÿѭӧFÿӏQKQJKƭDEҵng chuӛi các góc quay thành phҫn Tұp hӧp tҩt cҧ các góc vector có thӇ quay là mӝt hӋ thӕng góc dӵa trên arctan cӫa 2 -i ChuyӇn ÿәi giӳa hӋ thӕng góc này và hӋ thӕng khác có thӇ dùng mӝt bӝ cӝng phө, bӝ cӝng này tính toán góc quay tҥi mӛi thӡLÿLӇm lһp ViӋFWtQKWRiQJyFQj\ÿѭӧc thӵc hiӋn bӣi hàm: ܼ ାଵ ൌ ܼ െ ݀ ݐܽ݊ ିଵ ሺʹ ି ሻ (36) Ӣ thuұWWRiQ&25',&TXD\JyFJyFTXD\ÿѭӧc xuҩt phát tӯ mӝt góc quay FKRWUѭӟc, góc quay mong muӕQÿѭӧFÿѭDYjRWKjQKGӳ liӋXÿҫu vào Tҥi mӛi lҫn lһSÿLӅu khiӇQKѭӟng quay làm sao cho tiӋm cұQÿӃn góc quay mong muӕn Các SKѭѫQJWUuQKGQJFKRWKXұt toán CORDIC ӣ SKѭѫQJSKiSQj\QKѭVDX ܫ ݅ͳ ൌ ܫ ݅ ܳ ݅ ݀ ݅ ʹ െ݅ ܳ ݅ͳ ൌ ܳ ݅ െ ܫ ݅ ݀ ݅ ʹ െ݅ ܼ ାଵ ൌ ܼ െ ݀ ݐܽ݊ ିଵ ሺʹ ି ሻ
7URQJÿyG i = -1 nӃu z i nhӓ KѫQG i = 1 nӃu z i lӟQKѫQ9uYұy Z sӁ tiӃn vӅ NK{QJ&iFSKѭѫQJWUuQKVӁ có kӃt quҧ sau khi lһp lҥi n lҫQQKѭVDX ܫ ൌ ܩ ڿܫ ሺܣሻ ܳ ሺܣሻۀ ܳ ൌ ܩ ڿܳ ሺܣሻ െ ܫ ሺܣሻۀ ܩ ൌ ς ିଵ ୀ ඥሺͳ ʹ ିଶ ሻ ܣ ൌ ܣ݊݃ െ ݖ
7URQJÿy$OjJyFÿmÿѭӧc quay sau n lҫn quay tӯ góc $QJEDQÿҫXÿӃn góc z n cuӕLFQJ1KѭYұy: ܣ ൌ σ ିଵ ୀ ݀ ݐܽ݊ ିଵ ሺʹ ି ሻ (39)
ThuұWWRiQ&25',&ÿѭӧc sӱ dөng trong phҥm vi tӯ െ గ ଶ ÿӃn గ ଶ vì chúng ta sӱ dөng 2 0 cho lҫQÿҫXWLrQTXD\7URQJWUѭӡng hӧp góc quay lӟQKѫQ గ ଶ thì sӱ dөng JyFTXD\ÿҫu tiên OjPVDRÿӇ ÿѭDYӅ trong phҥm vӏ െ గ ଶ ÿӃn గ ଶ ܫ ൌ ݀ܳ ܳ ൌ െ݀ܫ ݖ ൌ ݖ െ ݀ʹݐܽ݊ ିଵ ሺʹ ሻ
7URQJÿyG -1 nӃu z in nhӓ KѫQYjQJѭӧc lҥi
ThuұW WRiQ &25',& Oj SKѭѫQJ SKiS Uҩt hiӋu quҧ và chính xác trong viӋc tính toán hàm sin Nó không ÿzLKӓi bӝ nhân và rҩt ít ROM Tuy nhiên nó thӵc hiӋn so sánh N-2 lҫQĈLӅu này làm WăQJÿӝ trӉ Thuұt toán này làm viӋc theo nguyên tҳc vòng lһp làm sao cho sai sӕ tiӃQÿӃn không Mӛi mӝt lҫQWtQKWRiQEѭӟc nhҧy ngày càng nhӓ&iFEѭӟc có thӇ âm hoһFGѭѫQJW\WKXӝc vào giá trӏ ÿҫXUDYjÿҫu vào ӣ EѭӟFWUѭӟc Sau mӝt sӕ lҫQWtQKWRiQ[iFÿӏnKWUѭӟc, kӃt quҧ ÿѭӧF[iFÿӏnh
Trong thӡi gian gҫQÿk\có mӝt sӕ tác giҧ ÿmNӃt hӧp giӳa CORDIC và LUT QKѭWiFJLҧ Janiszewski [22] 3KѭѫQJSKiSODLQj\ÿҥWÿѭӧc tӕFÿӝ cao nhӡ SKѭѫQJSKiS/87Yjÿӝ chính xác cao nhӡ kӻ thuұW&25',&3KѭѫQJSKiS/87GQJÿӇ xҩp xӍ thô các hàm sin, và kӻ thuұt CORDIC tính toán tiӃSWKHRWUrQFѫVӣ kӃt quҧ cӫa LUT nhҵm làm giҧm sӕ lҫn lһp Tác giҧ &XUWLFăSHDQ[16@FNJQJFҧi tiӃQSKѭѫQJ pháp này bҵng cách thӵc hiӋn kӃt hӧSSKѭѫQJSKiS/87&25',&Yj[ҩp xӍ ÿD thӭF3KѭѫQJSKiSQj\ÿҥWÿѭӧc SFDR là -G%F7X\QKLrQÿӝ trӉ vүn cao
Hình 2.12 6˯ÿ͛ t͝ng hͫp tín hi u sin cͯDSK˱˯QJSKiS[̭p x͑ ÿDWKͱc
KiӃn trúc nén cӫDSKѭѫQJSKiSQj\[37] ÿѭӧc thӇ hiӋn trong hình 2.121Kѭ trên hình, P ± 2 bit có trӑng sӕ lӟn nhҩt cӫDSKDÿҫXYjRÿҥi diӋn cho cung [0, ʌ]) ÿѭӧFGQJÿӇ OjPÿҫu vào cho thuұt toán nén nӝi suy tuyӃQWtQKÿDWKӭFÿӇ tҥo ra tín hiӋu sin Hai bit có trӑng sӕ lӟn nhҩt cӫDSKDÿҫXYjRÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ quyӃt ÿӏQKFXQJQjRÿDQJÿѭӧc tҥo ra
Cҩu trúc bên trong cӫa khӕi xҩp xӍ ÿDWKӭc tuyӃn tính nӝi su\ÿѭӧc trình bày trong hình 2.13 Tín hiӋu x thӇ hiӋQOjSKDÿҫu vào có phҥm vi tӯ >ʌ@WѭѫQJ ÿѭѫQJYӟi khoҧng [0, 1] Khoҧng tӯ >@ÿѭӧFFKLDWKjQKVÿRҥn con, vӟi s = 2 u u bit có trӑng sӕ lӟn nhҩt cӫD[PmKyDWKjQKFiFÿLӇm bҳWÿҫu mӛLÿRҥn x k Yjÿѭӧc sӱ dөQJQKѭÿӏa chӍ giҧi mã cho bҧng tra hӋ sӕ ÿDWKӭc Các bit còn lҥi cӫa x thӇ hiӋn giá trӏ x-xk KhӕLÿDWKӭc nӝLVX\WKHRSKѭѫQJSKiS[ҩp xӍ ÿDWKӭc có dҥQJQKѭ công thӭc 37: ݂ሺݔሻ ൌ ݕ ݉ ሺݔ െ ݔ ሻ ሺݔ െ ݔ ሻ ଶ ሻ ݍ ሺݔ െ ݔ ሻ ଷ (41)
Hình 2.13 N͡i suy x̭p x͑ ÿDWKͱc trong kho̫QJ>ʌ@FKRKjPE̵c 3
1KѭYұy, nӃu ݍ ൌ Ͳ, ta có xҩp xӍ parabol, nӃu ൌ Ͳ , ta có xҩp xӍ tuyӃn tính
7URQJWUѭӡng hӧp xҩp xӍ tuyӃQWtQKSKѭѫQJSKiSÿѫQJLҧn nhҩt dùng mӝt bӝ QKkQÿӇ thӵc hiӋn phép tính ݉ݏ Ǥ ሺݔ െ ݔ ሻ và mӝt bӝ cӝQJÿӇ cӝng kӃt quҧ nhân ÿѭӧc vӟi y k ĈӇ thӵc hiӋn phép nhân, tác giҧ bài báo [37@ÿѭDUDPӝt khӕi PP Gen QKѭKuQK2.14 Khӕi này thӵc hiӋn phép tính ݉ݏ Ǥ ሺݔ െ ݔ ሻ bҵng các cәng AND Bӝ Carry-save addition tree thӵc hiӋn cӝng kӃt quҧ phép nhân vӟi ysk Yj VDXÿyOjP tròn kӃt quҧ
Hình 2.14 Kh͙i t̩o tín hi u sin s͵ dͭng b͡ PP Gen Ĉӕi vӟLSKѭѫQJSKiR[ҩp xӍ ÿDWKӭc bұFKDLÿӇ thӵc thi khӕi tҥo sin, FRVQKѭ hình 2.12 có thӇ sӱ dөng công thӭc Horner trong các bài báo [38], [39], [40@QKѭ sau: ݂ݏሺݔሻ ൌ ݕݏ ሾ݉ݏ െ ݏ Ǥ ሺݔ െ ݔ ሻሿǤ ሺݔ െ ݔ ሻ ݂ܿሺݔሻ ൌ ݕܿ ሾ݂ܿ െ ܿ Ǥ ሺݔ െ ݔ ሻሿǤ ሺݔ െ ݔ ሻ
ĈӏQKQJKƭD6)'5
Tӯ cҩu trúc bӝ PSAC, ta có công thӭc tính mүXELrQÿӝ cӫDÿҫu ra bӝ PSAC QKѭVDX ݂ሺݔሻ ൌ ܣ ቀ గ௫ ଶቁ ߝሺݔሻ Ͳ ݔ ͳ (43) 7URQJÿy ݔ א ሼͲǡͳǡʹǡ͵ ǥ ʹ ெିଶ െ ͳሽȀʹ ெିଶ
M- 2 là sӕ bit ÿҫu ra cӫa bӝ TXD\SKDÿѭӧFGQJÿӇ ÿӏQKÿӏa chӍ tӯ mã biên ÿӝ trong ROM ߝሺݔሻ: là sai sӕ giӳD ÿҫu ra bӝ 36$& Yj ELrQ ÿӝ Oê Wѭӣng cӫa tín hiӋu sin
%LrQÿӝ VLQѭӟFOѭӧng ݂ሺݔሻ có thӇ ÿѭӧc biӇu diӉn vӟi L bit
NhѭYұy sai sӕ ߝሺݔሻ là kӃt quҧ cӫa nhiӅu thành phҫn bao gӗm sai sӕ Oѭӧng tӱ ELrQ ÿӝ và sai sӕ thuұt toán tính giá trӏ ݂ሺݔሻǤ Phә ÿҫu ra cӫa bӝ DDS sӁ có hai thành phҫn Thành phҫn thӭ nhҩt là phә sҥch cӫa tín hiӋu sin cҫn tҥRUDFyELrQÿӝ
A Thành phҫn thӭ hai là nhiӉu do sai sӕ ELrQÿӝ cӫa mүXÿҫu ra
TӍ sӕ giӳa công suҩt lӟn nhҩt cӫa thành phҫn tín hiӋu không mong muӕn và công suҩt tín hiӋu sin mong muӕn gӑLOjÿӝ sҥch phә SFDR Tham sӕ này là tham sӕ rҩt quan trӑng trong hӋ thӕng DDS
Nguyên lý cӫDSKѭѫQJSKiS[ҩp xӍ BTM
3KѭѫQJSKiS[ҩp xӍ nhiӅu bҧQJ070OjSKѭѫQJSKiSrҩt hiӋu quҧ HiӋn nay SKѭѫQJ SKiS Qj\ ÿѭӧc nghiên cӭu rҩt nhiӅu 3KѭѫQJ SKiS Qj\ Fy WKӇ xem là SKѭѫQJSKiSFӫa Nicholas [25] Các giá trӏ ROM trong kӻ thuұWQj\ÿѭӧFOѭXWKjQK
H + 1 bҧng ROM nhӓWURQJÿyFyEҧng ROM giá trӏ EDQÿҫu và H bҧng ROM giá trӏ dӏch TҥLÿҫu ra các giá trӏ Qj\ÿѭӧc cӝng vӟi nhau tҥo ra mүXVLQWѭѫQJӭng 1KѭYұy chúng ta có thӇ thҩy, có sӵ ÿiQKÿәi giӳa sӕ Oѭӧng bҧng ROM dӏch H và ÿӝ phӭc tҥp cӫa phép toán Càng nhiӅu bҧng H thì sӕ Oѭӧng phép toán càng phӭc tҥp Bù lҥi khi nhiӅu bҧQJ520+WKuNtFKWKѭӟc ROM nhӓ Trong bài báo [26] cho thҩy kӻ thuұt MTM phù hӧSÿӇ tәng hӧp tҫn sӕ 3KѭѫQJSKiSQj\FKӍ cҫn sӱ dөng NtFKWKѭӟc ROM nhӓ YjFiF SKpSWtQKÿѫQJLҧQÿӇ thӵc hiӋn chuyӇn tӯ mүu pha VDQJELrQÿӝ
3KѭѫQJSKiS[ҩp xӍ hai bҧng ( BTM ) OjSKѭѫQJSKiS[ҩp xӍ nhiӅu bҧQJÿҫu tiên 3KѭѫQJSKiSQj\ÿѭӧc giӟi thiӋXÿҫu tiên ӣ bài báo [8] Bài báo này trình bày cách thӵc hiӋn xҩp xӍ hàm f(x) bҵng cách tra bҧng ĈӇ thӵc hiӋQSKѭѫQJSKiSQj\Vӕ x ÿѭӧc chia làm ba phҫn x 1 , x 2 và x 3 vӟi các ÿӝ GjLWѭѫQJӭng là n 0 , n 1 , n 2
VӟLFiFKFKLDQKѭWKӃ hàm f(x) trӣ thành: ݂ሺݔሻ ൌ ݂ሺݔ ݔ ଵ ݔ ଶ ሻ ൎ ܽ ሺݔ ǡ ݔ ଵ ሻ ܽ ଵ ሺݔ ǡ ݔ ଶ ሻ (39)
1KѭYұy n 0 + n 1 bit FyêQJKƭDQKҩt cӫa x ÿyQJYDLWUzOjÿҫu vào cӫa bҧng 520ÿӇ giҧi mã ra hӋ sӕ ܽ ሺݔ ǡ ݔ ଵ ሻ và n 0 bit êQJKƭDQKҩt và n 2 ELWtWêQJKƭDQKҩt cӫa x ÿyQJYDLWUzOjÿҫu vào ܽ ଵ ሺݔ ǡ ݔ ଶ ሻĈҫu ra tӯ hai bҧng cӝng lҥi vӟi nhau tҥo ra giá trӏ xҩp xӍ hàm f(x) 6ѫÿӗ thuұt toán thӇ hiӋn trên hình 3.1
Hình 3.1 6˯ÿ͛ thu̵WWRiQSK˱˯QJSKiS%70 éWѭӣQJÿӭQJVDXSKѭѫQJSKiSQj\OjFKLDNKRҧng giá trӏ cӫa f(x) ra thành ʹ భ ା బ ÿRҥn bҵng nhau, mӛLÿRҥn có mӝt giá trӏ EDQÿҫu a 0 7KHRÿ~QJQJX\rQOê thì cҫn có ʹ భ ା బ bҧQJ520ÿӇ bù sai sӕ cho các giá trӏ a 0 Tuy nhiên, sӕ Oѭӧng ROM bù sai sӕ theo các giá trӏ này rҩt lӟQ 'R ÿy QJѭӡi ta nhóm lҥi thành ʹ బ nhóm Mӛi nhóm này có cùng bҧng ROM ÿӝ lӋch 1KѭYұy tiӃt kiӋPÿѭӧc ʹ బ bҧng ROM ÿӝ dӏch f(x) x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x 9 x 10 x 11 x 12 x 13 x 14 x 15 x 0 a 0_2 a 0_3 a 0_4 a 0_5 a 0_6 a 0_7 a 0_8 a 0_9 a 0_10_ a 0_11 a 012 a 0_13 a 0_14 a 0_15 a 0_1 a 0_0
Hình 3.2 là mӝt ví dө cӫa thuұt toán BTM vӟi n 0 + n 1 , n 0 =2 Trong
WUѭӡng hӧp này ta có 16 giá trӏ EDQÿҫXÿѭӧFOѭXWURQJEҧng a 0 , a 0_0 ÿӃn a 0_15 NӃu không sӱ dөng thuұt toán BTM, thì chúng ta cҫn 16 bҧQJ520OѭXFiFJLiWUӏ ÿӝ dӏch cӫa giá trӏ thӵc cӫa hàm f(x) so vӟi vӟi giá trӏ EDQÿҫXOѭXWURQJEҧng a 0 Tuy nhiên vӟi thuұt toán BTM chúng ta xҩp xӍ 4 bҧQJ520ÿӝ dӏch thành mӝt bҧng và OѭXYjREҧng ROM thӭ hai và chúng ta chӍ cҫn 2 bit n 0 ÿӇ giҧi mã chӑn mӝt trong 4 bҧng này Các bit cuӕi n 2 ÿQJÿӇ giҧi mã vӏ trí các tӯ mã trong 4 bҧng mã dӏch a 1
KӃt quҧ cӫDFKѭѫQJWUuQKWKXұt toán tính giá trӏ ROM trên Matlab
.KӣLWҥR 6ӕELWSKD 6ӕELWELrQÿӝ 6ӕELWWURQJEҧQJJLiWUӏÿҫX(TIV) 6ӕELWWURQJEҧQJGӏFK(TO)
1KyPFiFEҧQJOҥLWKjQK2 n 0 EҧQJ(TO)
Hình 3.3 Thu̵t toán tính các m̳u trong b̫ng ROM ĈӇ thӵc hiӋn thuұt toán BTM, chúng ta cҫn xây dӵQJFKѭѫQJWUuQKMatlab vӟi thuұWWRiQQKѭKuQK3.3 ÿӇ tính toán các giá trӏ cӫa hai bҧQJ520&KѭѫQJWUuQK thuұWWRiQQj\ÿѭӧc liӋt kê trong phө lөF&KѭѫQJWUuQKQj\WtQKWRiQUDKDLEҧng ROM Bҧng ROM thӭ nhҩt chӭa các giá trӏ cӫa bҧng a 0 Bҧng ROM thӭ hai chӭa các giá trӏ bҧng a 1 Bҧng a 1 bao gӗm nhiӅu bҧng con ghép lҥi vӟi nhau
7URQJ FKѭѫQJ WUuQK Qj\ WtQK WRiQhàm sin(x) vӟi x có 14 bit, và tính toán trong phҥm vi tӯ 0 ÿӃn ߨȀʹ Mӛi pha giҧi mã ra mӝt tӯ PmELrQÿӝ ELW1KѭYұy WURQJWUѭӡng hӧp không sӱ dөng thuұWWRiQ%70'XQJOѭӧng bӝ nhӟ cҫn cho hӋ thӕng là: 2 14 x 13 = 212,992 kb Khi sӱ dөng thuұt toán BTM vӟi các tham sӕ khác nhau thì cho ra các sai lӋch mүXYjGXQJOѭӧng bӝ nhӟ NKiFQKDXQKѭWURQJEҧng 2 Tùy theo ӭng dөnJPjQJѭӡi sӱ dөng chӑn tham sӕ cho phù hӧp
Khi sӱ dөng thuұt toán BTM vӟi các tham sӕ n 1 + n 0 = q 0 = 9, n 0 =4, n 2 = 5,
GXQJOѭӧng bӝ nhӟ cҫn cho hӋ thӕng giҧm xuӕng còn 11,776 kb, sai lӋch lӟn nhҩt so vӟi mүu chuҭn là 2 QKѭKuQK3.4
Bҧng 2: Thӕng kê cách phân chia sӕ ELWYjGXQJOѭӧng bӝ nhӟ, hӋ sӕ nén cӫa thuұt toán BTM
TT Phân chia sӕ Oѭӧng các bit
'XQJOѭӧng bӝ nhӟ HӋ sӕ nén Sai lӋch lӟn nhҩt so vӟi giá trӏ mүu
Hình 3.4 Sai l ch thu̵t toán BTM vͣi h s͙ nén 18
Hình 3.5 thӇ hiӋQÿӝ sҥch phә cӫa tín hiӋX %70ÿm WtQKÿѭӧc tӯ thuұt toán trên Matlab Qua tính toán cho thҩy SFDR cӫa tín hiӋXÿҥt 94
Hình 3.5 SFDR cͯa tín hi u BTM 14 bit
&+ѬѪ1* THIӂT Kӂ Hӊ THӔNG TӘNG HӦP TҪN SӔ TӔC ĈӜ CAO TRÊN FPGA 4.1 6ѫÿӗ khӕi mҥch tәng hӧp tҫn sӕ tӕFÿӝ cao
KIT CYCLONE IV ± DE0-NANO
Trên hình 4.1 là hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ ÿm WKӵc hiӋn thành công Thành phҫn và chӭFQăQJFiFNKӕLQKѭVDX
- INTERFACE: là khӕi vi xӱ lý thӵc hiӋn chӭFQăQJJLDRGLӋn Nó nhұn các dӳ liӋu tҫn sӕ, tính ra tӯ PmÿLӅu khiӇn tҫn sӕ, truyӅn qua khӕL)3*$Ĉӗng thӡi nó còn nhiӋm vө hiӇn thӏ, nhұn phím bҩm KhӕLQj\ÿѭӧc xây dӵng trên ARM cortex M3, có xung clock 72 MHz Phҫn tӱ hiӇn thӏ là LCD 16 x 2, hiӇn thӏ kiӇu ký tӵ
- )3*$Ĉѭӧc lұp trình thành khӕi tәng hӧp mүu tҫn sӕ sӕ Nó nhұn dӳ liӋu tӯ PmÿLӅu khiӇn tҫn sӕ tӯ khӕi giao diӋn và tҥo ra các mүu tín hiӋu sin ÿѭDÿӃn bӝ DAC KhӕLQj\Ojÿѭӧc nhúng thuұt toán BTM ÿӇ giҧPNtFKWKѭӟc ROM cho FPGA Khӕi này còn có nhiӋm vө tәng hӧp tҫn sӕ trên phҫn tӱ PLL có sҹn trong FPGA, cҩp cho hӋ thӕng trong FPGA và vi mҥch DAC
- DAC: NhiӋm vө cӫa khӕi này là chuyӇn tín hiӋu tӯ sӕ VDQJWѭѫQJWӵ Khӕi Qj\ÿѭӧc thӵc hiӋn trên vi mҥch DAC cӫa hãng Analog AD9744 Vi mҥch DAC này có tӕFÿӝ 0636YjELrQÿӝ 14 bit Vi mҥch có chӃ ÿӝ clock vi sai hoһFÿѫQ
- SUPPLY: Tҥo ra các nguӗQWѭѫQJӭng cho các khӕi QKѭQJXӗn 5 V, 3,3 V
- REF OSCILATOR: bӝ GDR ÿӝng chuҭn tҥR UD GDR ÿӝng chuҭn cho cho FPGAGDRÿӝng lҩy trӵc tiӃp tӯ bӝ GDRÿӝng 50 MHz có sҹn trên KIT FPGA DE0-NANO.
Khӕi giao diӋn
Khӕi giao diӋQÿѭӧc thӵc hiӋn trên vi mҥch ARM cortex M3 ST32F103RD6 Khӕi này có nhiӋm vө nhұn dӳ liӋu tӯ bàn phím 4x4, hiӇn thӏ tҫn sӕ trên LCD 16 x
2 và truyӅn dӳ liӋu sang chip FPGA trên cәng song song 4 bit Vi mҥch vi xӱ lý ARM cortex M3 hoҥWÿӝng vӟi tӕFÿӝ xung clock 72 MHz và khҧ QăQJ[ӱ lý 32 bit cho phép xӱ lý nhaQKFiFSKpSWtQKÿҧm bҧo thӡi gian thӵc khi giao tiӃp vӟLQJѭӡi sӱ dөng
KӣLWҥRFiFFәQJ$, B, C 6HWXS/&'ӣFKӃÿӝ8 bit
Xóa LCD +LӇQWKӏFKӳ³)UHTXHQF\:´ӣGzQJ1
7tQKWRiQWӯPmÿLӅXNKLӇQWҫQVӕ
Hình 4.2 Thu̵WWRiQFK˱˯QJWUuQKYL[͵ lý cͯa kh͙i giao di n
6ѫÿӗ thuұWWRiQFKѭѫQJWUuQKÿѭӧc trình bày ӣ hình 4.2 %DQÿҫXFKѭѫQJ trình thӵc hiӋn khӣi tҥo các cәng A, B, C cho phù hӧp vӟi các chӭFQăQJÿLӅu khiӇn LCD, quét phím và nhұQSKtPÿLӅu khiӇn FPGA6DXÿyFKѭѫQJWUuQKWKӵc hiӋn khӣi tҥo chӃ ÿӝ giao tiӃp 8 bit cho LCD, xóa LCD và hiӇn thӏ chӳ ³)UHTXHQF\´ӣ hàng thӭ nhҩt
Trong vòng lһp vi xӱ lý thӵc hiӋn chӭFQăQJTXpWSKtPӣ KjQJYjÿӑc phím bҩm ӣ cӝWÿӗng thӡi thӵc hiӋn nhұn diӋQÿѫQYӏ ÿRbӓ sӕ NӃXFySKtP³HQWHU´ ÿѭӧc nhҩQWKuFKѭѫQJWUuQKWKӵc hiӋn tính toán tӯ PmÿLӅu khiӇn tҫn sӕ, xuҩt dӳ liӋu ra 4 chân cәng A vӟi 5 bit ÿӏa chӍ ӣ cәng C vӟLFiFÿӏa chӍ thanh ghi tӯ ÿӃn 12 6DXÿyFKѭѫQJWUuQKTXD\YӅ ÿҫu vòng lһp.
Khӕi tәng hӧp tҫn sӕ sӕ trên FPGA
Khӕi tәng hӧp tҫn sӕ sӕ ÿѭӧc thӵc hiӋn trên FPGA QKѭKuQK4.3Ĉk\OjNKӕi trung tâm cӫa hӋ thӕng KhӕLQj\ÿѭӧc xây dӵng trên KIT DE0-NANO vӟi vi mҥch FPGA Cyclone IV
Khӕi FTW BUFFER: Ĉây là khӕi thӵc hiӋn nhiӋm vө giao tiӃp vӟi vi xӱ lý ÿӇ nhұn dӳ liӋu 48 bit tӯ PmÿLӅu khiӇn tҫn sӕ (FTW) Mӛi tӯ Pm)7:ÿѭӧc phát
12 lҫn, mӛi lҫn 4 bit 6DX ÿy NKӕL Qj\ ÿѭD Wӯ Pm ELW ÿӃn khӕi cӝQJ WtFK ONJ\ ACCUMULATOR
Khӕi ACCUMULATO5Ĉk\OjEӝ cӝng tích lNJy Bӝ cӝQJFyÿҫu vào là 48 bit tӯ Pm)7:ÿҫu ra 48 bit giá trӏ bӝ cӝng sau mӛi chu kǤ clock Tùy theo tӯ mã
)7:Pjÿҫu ra bӝ cӝQJWăQJQKDQKKD\FKұm FTW lӟQÿҫu ra bӝ cӝQJWtFKONJ\ WăQJQKDQK+Ӌ thӕng sӱ dөng thuұWWRiQFKLDSKDWUѭӟc thuұt toán BTM nên tӯ mã pha cӫa bӝ cӝQJWtFKONJ\chӍ thӇ hiӋn pha tӯ ÿӃn ߨȀʹ ĈӇ tҥRUDÿҫ\ÿӫ mүu pha trong 1 chu kǤ tín hiӋu sin, hӋ thӕng cҫn hai bӝ ÿҧo nҵm ӣ khӕi TRUNCATOR + INVERTER và khӕi ADDER + INVERTER ĈLӅu khiӇn các bӝ ÿҧo này có 2 bit có êQJKƭDQKҩWOjELWÿLӅu khiӇn bӝ ÿҧo cӫa khӕi TRUNCATOR + INVERTER và ELWÿLӅu khiӇn bӝ ÿҧo khӕi ADDER + INVERTER Sѫÿӗ cө thӇ cӫa hӋ thӕng trong Quatus thӇ hiӋn trên hình 4.4
Hình 4.4 H th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ trc ti͇p dùng thu̵t toán chia pha và BTM trong Quartus
Khӕi TRUNCATOR + INVERTER: Khӕi này cҳt 48 bit tӯ bӝ cӝQJWtFKONJ\ ra 14 bit pha (tӯ ELWÿӃn bit 41 )ÿӇ giҧi mã ROM chӭa tӯ PmELrQÿӝ và hai bit 47 YjÿLӅu khiӇn hai bӝ ÿҧo Khӕi này thӵc hiӋn thuұt toán chia pha, tӭc ÿҧo các tӯ mã pha ӣ cung ߨȀʹ ÿӃn ߨ và cung 3ߨÿӃn 2ߨ nhӡ bit 46 cӫa tӯ mã pha, khi bit
46 ӣ mӭc logic 1 thì thӵc hiӋQÿҧo ĈӇ bӝ ÿҧRÿѫQJLҧQQJѭӡLWDWKѭӡng dùng thuұt WRiQÿҧo cho sӕ ENKLÿRFKӍ cҫn mӝt cәQJÿҧRÿӇ thӵc hiӋn nhiӋm vө này 14 bit SKDÿѭӧc tách ra và ghép lҥi làm thành mӝt tӯ mã 9 bit và mӝt tӯ PmELWÿӇ giҧi mã hai bҧng ROM chӭa giá trӏ ELrQÿӝ EDQÿҫu ROM TIV và chӭa giá trӏ dӏch ROM
Khӕi ROM TIV: Khӕi ROM TIV chӭa 512 tӯ mã ELrQÿӝ EDQÿҫu theo thuұt toán BTM Mӛi tӯ mã chӭa 13 bit
Khӕi ROM TO: Khӕi ROM TO chӭa 1024 tӯ mã dӏFKELrQÿӝ, mӛi tӯ mã có ÿӝ dài 5 bit, là tӯ mã bù sai lӋch cho tӯ mã chӭa trong ROM TIV Giá trӏ các tӯ mã trong 2 bҧQJ 520 Qj\ ÿѭӧc tính bҵQJFKѭѫQJWUuQK0DWODE Yӟi thuұt toán BTM trình bày ӣ FKѭѫQJ
Khӕi ADDER + INVERTER: Khӕi này thӵc hiӋn cӝng hai mүu ROM Yjÿҧo giá trӏ sau khi cӝng trong cung tӯ ߨ ÿӃn 2ߨ Bӝ ÿҧo trong khӕLQj\ÿѭӧFÿLӅu khiӇn bӣi bit 47 cӫa tӯ mã pha Khi bit 47 có mӭc 1 thì thӵc hiӋQÿҧo.
KӃt quҧ mô phӓng
Sau khi thiӃt kӃ xong, tiӃn hành biên dӏFKFKѭѫQJWUuQKWӕFÿӝ cӫa Quartus EiRFiRQKѭEҧng 3:
Bҧng 3: TӕFÿӝ lӟn nhҩWÿҥWÿѭӧc cӫa hӋ thӕng trên FPGA
TT Mô hình TӕFÿӝ lӟn nhҩWÿҥWÿѭӧc TrӉ lӟn nhҩt
KӃt quҧ biên dӏch cho thҩy hӋ thӕng hoҥt ÿӝng tӕt ӣ tҫn sӕ Gѭӟi 166 MHz KӃt quҧ mô phӓng trên Altera Modelsim thӇ hiӋn trên hình 4.5 và hình 4.6
Hình 4.5 K͇t qu̫ mô ph͗ng trên Altera Modelsim vͣi t̯n s͙ ÿ̯u ra 500 Hz
Hình 4.6 K͇t qu̫ mô ph͗ng trên Altera Modelsim vͣi t̯n s͙ ÿ̯u ra 378 kHz
Xem xét hai hình 4.5 và 4.6, chúng ta thҩy ӣ tҫn sӕ nhӓ, tín hiӋu ra rҩt mӏn vì sӕ Oѭӧng mүXÿҫu ra lӟn Khi tҫn sӕ WăQJOrQVӕ Oѭӧng mүu trong mӝt chu kǤ giҧm, chúng ta thҩ\KuQKUăQJFѭD.KLÿyFiFQKLӉu và hài WăQJOrQ cӝng vào tín hiӋu sau DAC.
KӃt quҧ thӵc tӃ trên KIT
Hình 4.7 H th͙ng t͝ng hͫp t̯n s͙ trc ti͇p
Hình 4.7 là hӋ thӕng trong thӵc tӃ HӋ thӕng bao gӗm KIT FPGA DE0-NANO, KIT DAC AD9744, bҧng mҥFK ÿLӅu khiӇn và hiӇn thӏ, bҧng mҥch nguӗQĈҫu ra cӫa bӝ $'&Ojÿҫu cҳm SMA Giao tiӃp giӳa FPGA và vi mҥch DAC là bҧng mҥch ÿѭӡng bus dӳ liӋu Giao tiӃp giӳa bҧng mҥFKYLÿLӅu khiӇn vӟi FPGA bҵng mҥch in
KӃt quҧ trong thӵc tӃ, khi ghép nӕi các KIT vӟi nhau, hӋ thӕng hoҥWÿӝng tӕt ӣ tҫn sӕ clock Gѭӟi 25 MHz, và hoҥWÿӝng tӕt nhҩt ӣ tҫn sӕ 16,666MHz Khi tҫn sӕ toàn hӋ thӕng ( ÿѭӧc tҥo ra bӣi khӕi PLL1 ) WăQJOrQWUrQ0+] tӕFÿӝ xung lӟn nhҩt tҥLÿҫu ra khӕi FPGA FNJQJÿҥt gҫn 25 MHz, hӋ thӕng hoҥWÿӝng không tӕt
Hình 4.8 Tín hi Xÿ̯u ra trên thc t͇ ͧ t̯n s͙ 1.5 MHz
Tҫn sӕ hoҥWÿӝng cӫa hӋ thӕng thҩp là do các nguyên nhân sau: Ghép nӕi KIT FPGA vӟi KIT DAC AD9744 là ghép nӕi song song WK{QJWKѭӡng không cách ly giӳDFiFÿѭӡng dӳ liӋu và KIT FPGA DE0-NANO thiӃt kӃ cho hӋ thӕQJÿLӅu khiӇn WK{QJWKѭӡng nên chҩWOѭӧng mҥch in kém, ÿѭӡng Bus dӳ liӋXNK{QJÿѭӧc thiӃt kӃ ÿӇ truyӅn dӳ liӋu tӕFÿӝ cao Khi clock trên 25 MHz, có hiӋQWѭӧng xuyên nhiӉu lүn nhau giӳDFiFÿѭӡng dӳ liӋu trong kit FPGA và mҥch ghép tӯ KIT FPGA sang KIT DAC, vi mҥch DAC không thӇ nhұQÿѭӧc mӭc logic các tín hiӋu sӕ ÿѭDÿӃn Trên thӵc tӃ, các hӋ thӕng tӕFÿӝ FDRWKѭӡng dùng Bus vi sai Trong phҥm vi luұQYăQ, thӡi gian và kinh phí không cho phép nên không thӇ ÿҫXWѭWӵ thiӃt kӃ hӋ thӕng sӕ tӕFÿӝ FDRÿѭӧc nên chӍ thӵc hiӋn vӟi tӕFÿӝ clock 16,666 MHz Hình tín hiӋXÿҫu UDÿѭӧc thӇ hiӋn trên hình 4.8
TiӃQKjQKÿRÿҥc hӋ thӕng tәng hӧp tҫQV{WUrQPi\ÿӃm tҫn sӕ HP 53131 A và máy phân tích méo tín hiӋu âm tҫn KENWOOD VA 2230 cho kӃt quҧ QKѭEҧng 4 và bҧng 5
TT Tҫn sӕ thiӃt lұp (Hz) Tҫn sӕ ÿRÿѭӧc (Hz) Sai sӕ (%)
Sai sӕ tҫn sӕ là do tҫn sӕ chuҭn, xuҩt phát tӯ tҫn sӕ thҥch anh TCXO 50 MHz 7K{QJWKѭӡng thҥFKDQKQj\Fyÿӝ chính xác tҫn sӕ khoҧng 10 -4 1KѭYұy tín hiӋu ra tӕt nhҩt sӁ ÿҥt giá trӏ QJѭӥng 10 -4 Tuy nhiên, tҫn sӕ còn phө thuӝc vào 9 yӃu tӕ WiFÿӝQJÿmWUuQKEj\ӣ phҫQWUѭӟc gây ra Khi tҫn sӕ càng cao thì sӕ mүu trong mӝt chu kǤ càng nhӓ dүQÿӃn sӵ di pha cӫa tín hiӋu, tín hiӋXÿҫXUDNK{QJÿӗQJÿӅu, khi ÿyJk\VDLVӕ tҫn sӕ lӟn
HӋ sӕ PpRFNJQJJLӕQJQKѭVDLVӕ tҫn sӕ Nó phө thuӝc vào 6 yӃu tӕ WiFÿӝng lên hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ trӵc tiӃp Tҫn sӕ càng cao, sӕ mүu càng ít thì hӋ sӕ méo càng lӟn.
So sánh vӟi kӃt quҧ cӫa tác giҧ khác
'XQJOѭӧng ROM (kb)
TӕFÿӝ cao nhҩt (MHz) BTM
Qua bҧng 6, chúng ta thҩy rҵng kӃt quҧ luұQYăQcó tӕFÿӝ cao so vӟi các bài báo khác Do hӋ thӕng chӍ dùng thuұWWRiQ%70QrQÿӝ phӭc tҥp cӫa phép tính và giҧL Pm 520 WѭѫQJ ÿӕL ÿѫQ JLҧn nên tӕF ÿӝ ÿҥt cao Tuy nhiên, tӍ lӋ nén ROM FKѭD FDRTrong bҧng này cho thҩy p`KѭѫQJ SKiS 070[25] cӫa tác giҧ Davide DeCaro có hӋ sӕ nén là cao nhҩt Tuy nhiên tӕFÿӝ lҥLNK{QJÿҥt cao Trong phҥm vi luұQYăQÿһt nһng vӅ tӕFÿӝ cao nên thuұt toán BTM ӭng dөng vào luұQYăQOjSK hӧp
KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ NHӲNG NGHIÊN CӬU TIӂP THEO
LuұQYăQÿmWLӃn hành nghiên cӭu tәng quan vӅ tәng hӧp tҫn sӕÿһc biӋt là tәng hӧp tҫn sӕ sӕ trӵc tiӃp, nghiên cӭu các thuұt toán nén ROM Thӵc hiӋn và mô phӓng thuұt toán nén ROM BTM trên Matlab vӟi kӃt quҧ QpQÿѭӧc 18 lҫnÿӝ sҥch phә 94 dBc Ĉӗng thӡi, luұQYăQWUuQKEj\ cách hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ tӕFÿӝ cao tӵ thiӃt kӃ trên nӅQFѫEҧn là KIT FPGA DE0-NANO vӟi vi mҥch FPGA cyclone
IV và KIT DAC AD9744 và nhúng thuұt toán nén ROM vào FPGA KӃt quҧ hӋ thӕQJÿmWәng hӧSÿѭӧc tҫn sӕ ÿӃn 1,5 MHz vӟi sai sӕ tҫn sӕ 6 x 10 -4 HӋ sӕ méo cӫa tín hiӋu trong dҧi âm tҫQÿҥt nhӓ KѫQ 0,04 %
ThiӃt kӃ hӋ thӕng tәng hӧp tҫn sӕ tӕFÿӝ FDROjOƭQKYӵc rӝng, bao gӗm cҧ phҫn sӕ và phҫQ WѭѫQJ Wӵ ĈӇ nghiên cӭX ÿӅ tài này cҫn cҧ phҫn cӭng và phҫn mӅm Trong các nghiên cӭu sau, có thӇ tìm ra giҧi pháp ÿӇ ӭng dөng thuұWWRiQ070ÿӇ tӕLѭX520Ĉӗng thӡi, vӅ phҫn cӭng, có thӇ tӵ thiӃt kӃ hӋ thӕng xӱ lý sӕ tӕFÿӝ FDRÿӇ ÿiSӭQJÿѭӧFEjLWRiQÿһt ra
[1] 9DQNND - DQG +DORQHQ à'LUHFW GLJLWDO V\QWKHVL]HUV
WKHRU\GHVLJQDQGDSSOLFDWLRQVả.OXZHU$FDGHPLF3XEOLVKHUV
[2] J M P Langlois and D Al-.KDOLOL ³3KDVH WR VLQXVRLG DPSOLWXGH conversion techniques for direct GLJLWDO IUHTXHQF\ V\QWKHVLV´ ,QVW Proc.Elect Eng Circuits Devices Syst., vol 151, no 6, pp 519±528, Dec.2004
[3] ) 'H 'LQHFKLQ DQG $ 7LVVHUDQG ³0XOWLSDUWLWH WDEOH PHWKRGV´ ,(((
Trans Comput., vol 54, no 3, pp 319±330, Mar 2005
[4] F CurtiFDSHDQ DQG - 1LLWW\ODKWL ³$ KDUGZDUH HI¿FLHQW GLUHFW GLJLWDO
IUHTXHQF\ V\QWKHVL]HU´ LQ 3URF ,((( ,QW &RQI (OHFWURQ &LUFXLWV 6\VW Sep 2±5, 2001, pp 51±54
[5] 03DUN .LP DQG -$/HH ³&25',&-Based Direct Digital
Synthesizer:Comparison with a ROM-Based Architecture in FPGA ,PSOHPHQWDWLRQ´,(,&(7UDQV)XQGDP9RO(-A, No 6 June 2000
[6] *UD\YHU(DQG'DQHVKUDG%à'LUHFWGLJLWDOIUHTXHQF\V\QWKHVLV using a
PRGL¿HG&25',&ả3URF,(((,QW6\PSRQ&LUFXLWVDQG Systems, 1998, pp 241±244
[7] -DQLV]HZVNL , +RSSH % DQG 0HXWK + à1XPHULFDOO\ FRQWUROOHG
RVFLOODWRUV ZLWK K\EULG IXQFWLRQ JHQHUDWRUVả ,((( 7UDQV 8OWUDVRQ Ferroelectr Freq Control, 2002, 49, (7), pp 995±1004
[8] 0 6FKXOWH DQG - 6WLQH ³$SSroximating Elementary Functions with
6\PPHWULF %LSDUWLWH 7DEOHV´ ,((( 7UDQV &RPSXWHUV YRO QR SS 842-847, Aug 1999
[9] - 6WLQH DQG 0 6FKXOWH ³7KH 6\PPHWULF 7DEOH $GGLWLRQ 0HWKRG IRU
$FFXUDWH)XQFWLRQ$SSUR[LPDWLRQ´-9/6,6LJQDO3URFHVVLQg, vol 21, no
[10] 'DYLGH 'H &DUR 1LFROD 3HWUD DQG $QWRQLR * 0 6WUROOR ³5HGXFLQJ
Lookup-Table Size in Direct Digital Frequency Synthesizers Using 2SWLPL]HG 0XOWLSDUWLWH 7DEOH 0HWKRG´ LHHH WUDQVDctions on circuits and systems: regular papers, vol 55, no 7, august 2008
[11] ' 'H &DUR DQG $ * 0 6WUROOR ³+LJK SHUIRUPDQFH GLUHFW GLJLWDO
IUHTXHQF\ V\QWKHVL]HUV XVLQJ SLHFHZLVH SRO\QRPLDO DSSUR[LPDWLRQ´ ,((( Trans Circuits Syst I, Reg Papers, vol 52, no 2, pp 324±337,Feb 2005
[12] %'@(%+RJHQDXHU³$Q(FRQRPLDO&ODVVRI'LJLWDO)LOWHUVIRU'HFLPDWLRn and Inter-SRODWLRQ´,(((7UDQV$FRXVW6SHHFK6LJQDO3URFHVV9RO$663-29,
[32] 7$5DPVWDG´'LJLWDO0HWKRGVIRU&RQYHUVLRQ%HWZHHQ$UELWUDU\6DPSOLQJ Fre-TXHQFLHV´,(((7UDQV$FRXVW6SHHFK6LJQDO3URFHVV9RO ASSP-32,
>@&:)DUURZ´$&RQWLQXRVO\9DULDEOH'LJLWDO'HOD\(OHPHQW´LQ3URF,((( In-ternational Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), June 1988, pp 2641-2645
[34] H T Nicholas, H Samueli, and B Kim, "The Optimization of Direct Digital Frequency Synthesizer in the Presence of Finite Word Length Effects Performance," in Proc 42nd Annu Frequency Contr Symp., June 1988, pp 357-363
[35] Wen Fan and Chiu-6LQJ &KR\ ³3RZHU HI¿FLHQW DQG KLJK VSHHG IUHquency synchronizer design for MB-2)'08:%´LQ,(((,QWHUQDWLRQDO&RQIHUHQFH on Ultra Wideband, 2009 (ICUWB), Sept 2009, pp 669 ±673
[36@ $ %HOODRXDU HW DO ³/RZ-Power Direct Digital Frequency Synthesis for Wireless &RPPXQLFDWLRQV´,(((-6ROLG-State Circuits, Vol 35, No 3, pp 385-390, Mar 2000
[37@ ' 'H &DUR DQG $ * 0 6WUROOR ³+LJK-Performance Direct Digital Frequency Synthesizers Using Piecewise-3RO\QRPLDO$SSUR[LPDWLRQ´,((( Trans on Circuit & Syst Part- I, Vol.52, pp 324-336 Feb 2005
[38@/)DQXFFL55RQFHOODDQG56DOHWWL³(I¿FLHQWVLQHHYDOXDWLRQDUFKLWHFWXUH IRU GLUHFW GLJLWDO IUHTXHQF\ V\QWKHVLV´ LQ 3URF,((( ,QW &RQI(OHFWURQ
[39] A M Eltawil and B DanHVKUDG³3LHFHZLVHSDUDEROLFLQWHUSRODWLRQIRUGLUHFW GLJLWDO IUHTXHQF\ V\QWKHVLV´ LQ 3URF&XVWRP ,QWHJUDWHG &LUFXLWV&RQI pp 401±404
[40@)&XUWLFDSHDQDQG-1LLWW\ODKWL³'LUHFWGLJLWDOIUHTXHQF\V\QWKHVL]HUVRIKLJK spectral purity based on TXDGUDWLF DSSUR[LPDWLRQ´ LQ 3URF,((( ,QW &RQI (OHFWURQ&LUFXLWV6\VW,&(&6ả6HSSS±1098
[41@5 RODJRWODDQG:5*ULHVFEDFK³9/6,LPSOHPHQWDWLRQRID MHz PELWPHUJHGVTXDUHU´(OHFWURQ/HWWYROQRSS 47±48, 1998
[42] J M P Langlois and D Al Khalili, ³$ QHZ DSSURDFK WR WKH GHVLJQ RI ORZ-SRZHUGLUHFWGLJLWDOIUHTXHQF\V\QWKHVL]HUV´LQ3URF,(((,QW)UHT&RQWUROSymp., May 2002, pp 654±661
&KѭѫQJWUuQKWtQKKDLEҧQJ520FӫDWKXұWWRiQ%70
% yi khong nam giua ma nam o dau doan
% -khong tang do chinh xac len 6 so
% R(bien do mau); Q=9; p1=2; q0=5(32 doan chia lam 4 phan)
% bit bien do tinh cho TO tinh cho phan con lai (R-q0)
% chu y khai bao kieu bien neu de mac dinh la double, trong phep tinh nay
% nen chon int16 hoac uint16
%1 doi so cua mang phai la integer , vd: int i; for i=1:1:23 mang(i)
% cac phep tinh cung phai cung kieu vd int16 phai cung nhau het
% vi du 1010 1000, dich 4 de lay 0000 1010 lam gm TIV q0; % so bit pha ma hoa TIV sobit_dich_TO =-(14-q0);% so bit dich de lay q0 bit MSB gia ma lay TIV
% dau tru chi dich phai so_bit_pha ;% so bit pha cat tu bo tich luy pha const_chon_bit_cuoi=2^(14-q0)-1; so_bit_dich_chon_hang=-8;% bang -(14-6), 2^6 = 2^q0/16
DAC_bit; %so bit ma hoa bien do TIV va gia tri thuc
DAC_bit_TO_bit; %so bit ma hoa bien do gia tri cua mau sin thuc te
% co q0 bit de ma hoa TIV duoc 2^q0 tu ma mang = 0:1:((2^q0)-1); x=3.1415926535/2; % cung Pi/2 khoang_pha=x/2^q0; % buoc pha khi dung 12 bit ma hoa pha mangpha = (mang*khoang_pha) + x/(2^so_bit_pha)/2; % dich di mot
%doan LSB/2% dich di mot nua segment de yi nam giua doan segment cua no sin_TIV=sin(mangpha); % tin ra ham sin cua mang pha thuc te am_sin_TIV_real=(2^(DAC_bit)-1)*sin_TIV; % gia tri bien do khi xu ly am_sin_TIV=uint16(am_sin_TIV_real);
%************tinh mau ham sin thuc cho toan bo mau de tinh sai so ********* mang_pha=0:1:(2^so_bit_pha)-1;% mang co gia tri tu 0 den 511 x=3.1415926535/2; % cung Pi/2 khoang_pha_TO=x/2^so_bit_pha; % buoc pha khi dung 12 bit ma hoa pha mang_pha_TO = mang_pha*khoang_pha_TO; % dich di mot doan LSB/2 sin_TO=sin(mang_pha_TO); % tin ra ham sin cua mang pha thuc te am_sin_TO_real=(2^(DAC_bit_TO)-1)*sin_TO; % gia tri bien do khi xu ly am_sin_TO=int16(am_sin_TO_real);
%%%%%%%%%%%%%%% tinh sai so luu vao bang sai_so(hang, cot)%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% hang la gia tri q0 bit duoc dich di
%bang cach tinh cho tung segment nho tuong ung voi 1 TIV
% sau do cong trung binh de chon ra 1 gia tri chung nhat mang_pha_dich=uint16(bitshift(mang_pha, sobit_dich_TO));% LAY q0 BIT msb %sai_so_1_1=int16(1:1:15); for i = 1:2^so_bit_pha % lay 64 vi tri
%if (mang_pha(i)
