基于CORDIC算法的數(shù)字下變頻器設(shè)計(jì)
時(shí)間:2008-12-08 15:54:45來(lái)源:yangliu
導(dǎo)語(yǔ):?數(shù)字下變頻技術(shù)的基本功能是將寬帶高速數(shù)據(jù)流信號(hào)轉(zhuǎn)變成窄帶低速數(shù)據(jù)流信號(hào),以便DSP實(shí)時(shí)處理。
摘要:數(shù)字下變頻技術(shù)的基本功能是將寬帶高速數(shù)據(jù)流信號(hào)轉(zhuǎn)變成窄帶低速數(shù)據(jù)流信號(hào),以便DSP實(shí)時(shí)處理。研究了基于協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)數(shù)字式計(jì)算機(jī)(CORDIC)算法的數(shù)字下變頻設(shè)計(jì),這種方法能有效提高信號(hào)處理效率,減小硬件設(shè)計(jì)的代價(jià),并且通過(guò)仿真證明該方法的高效性。
關(guān)鍵詞:數(shù)字下變頻;CORDIC算法;數(shù)控本振
0 引言
傳統(tǒng)的數(shù)字下變頻器由本地NCO(numer—icallycontrolledoscillator)產(chǎn)生的信號(hào)與輸入信號(hào)相乘實(shí)現(xiàn)下變頻,圖1給出了數(shù)字下變頻器具體實(shí)現(xiàn)的功能框圖。DDC(digitaldownconver-sion,數(shù)字下變頻器)工作時(shí),每向DDC輸入一個(gè)信號(hào)采樣樣本,NCO就增加一個(gè)2π×f[sub]Lo[/sub]/f[sub]s[/sub]相位增量;然后以∑2π×/f[sub]Lo[/sub]/f[sub]s[/sub]相位累加角度作為地址,檢查該地址上的正弦、余弦數(shù)值并輸出到數(shù)字混頻器,與信號(hào)樣本相乘,即完成了數(shù)字下變頻。
通常,數(shù)字下變頻器把輸入信號(hào)與對(duì)應(yīng)的正弦、余弦表中的樣本值相乘。若要獲得高分辨率輸出信號(hào),則正弦、余弦表將會(huì)很大,所需硬件開(kāi)銷(xiāo)增加,處理速度大大降低。而通過(guò)協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)數(shù)字式計(jì)算機(jī)(CORDIC)的方法計(jì)算正弦、余弦值能較好地克服這個(gè)問(wèn)題,僅需要簡(jiǎn)單的加、減和移位操作。
1 CORDIC算法
Volder提出最初的CORDIC算法是計(jì)算在平面直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系之間進(jìn)行自由坐標(biāo)變換的乘法。Walther推廣了CORDIC算法,將圓周、線性和雙曲線都包括進(jìn)來(lái)。在圓周旋轉(zhuǎn)模式中(如圖2所示,單位圓內(nèi)可得出公式(1)、(2)),對(duì)向量化而言,具有原點(diǎn)(X[sub]1[/sub],Y[sub]1[/sub])的向量按如下方式旋轉(zhuǎn):通過(guò)將y[sub]k[/sub]迭代收斂到0,使得向量最后落在橫坐標(biāo)上。旋轉(zhuǎn)就是將具有原點(diǎn)(X,Y)的向量旋轉(zhuǎn)1個(gè)角度,被稱為Z的角度寄存器的最終值收斂到0。角度閉合,這樣每次迭代就只需1次加法和1次二進(jìn)制轉(zhuǎn)換。
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