抖动处理对直接数字频率合成(DDFS)波形频谱的改善

实际的DDFS系统中,由于波表(WFT)宽度和深度的限制,会带来幅度上的舍入误差和相位上的截断误差。舍入误差在频谱中的接近白噪声,而相位截断误差在频谱上表现为一个个独立的谱线。针对相位截断误差的特点,采用相位数据加入抖动的方法可以对合成波形质量加以改善。仿真表明,采用适当的抖动处理后,合成波形的无杂散动态范围(SFDR)得到10~20 d B的改善;在一定的WFT深度下,随着加入抖动信号幅度的变化,合成波形的SFDR有一个最大值。意味着在一个基本DDFS系统中,可以用很小的硬件开销就可以得到10~20 d B的波形质量改善。     

正弦信号源直接数字合成的实现

研究利用直接数字合成(DDS)技术产生正弦信号源的方法,对DDS中由相位截断、幅度量化、数模转换和参考时钟引入的杂散信号进行了分析,并用Matlab对相位截断误差和幅度量化误差进行了仿真,仿真结果与理论计算值吻合.同时,在现场可编程门阵列(FPGA)上用DDS技术实现了一个正弦波信号源,给出了它的用频谱仪实测的频谱.结果表明,用DDS产生正弦信号可以得到良好的频谱特性,能够满足系统要求.     

低杂散DDS的分析与仿真

采用时域波形分析的方法,分析了相位截断对DDS输出频谱的影响,给出了相位截断频谱的分布规律,用Matlab进行编程仿真,验证了结论。利用相位抖动技术来抑制DDS相位截断误差,最终达到改善DDS输出频谱特性的目的。     

基于CORDIC算法的DDFS实现研究

介绍了CORDIC(坐标旋转数字计算机)算法实现直接数字频率合成器(DDFS)中相位到正弦幅度转换的原理,提出了一种优化的基于CORDIC算法的DDFS的FPGA(现场可编程门阵列)结构,并对其中的关键部件CORDIC处理器的结构进行了较详细的描述.该结构在一定的输出精度下可以达到较好的无杂散动态范围(SFDR),同时需要的硬件资源较少,便于FPGA实现.     

基于FPGA的直接数字频率合成器(DDS)的设计

随着数字技术和器件水平的提高,一种新的频率合成技术——直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis(简称DDS或DDFS)得到了飞速的发展。本文所设计的正弦信号发生器电路是采用现场可编程门阵列(FPGA)实现的一个数字频率合成器,其主要是由相位累加器、加法器、波形存储器及滤波器等组成。本课题所设计出的DDS具有变频范围广,频率步进小、幅度和频率精度高,频率和相位可调等特点,而且其最后输出的正弦信号频率高,可以达到100多MHz。     

应用于有源巴伦的新型幅度相位间接纠正技术

针对毫米波频段下有源巴伦输出端口间存在的幅度和相位失配问题,提出了一种新型幅度相位间接纠正技术.该技术利用共射共基结构将输入的幅度与相位误差进行平均分配和重组,同时将输入信号间的未知变量误差转化为内部纠正电路中的固有误差,从而实现对原误差的限制和间接纠正,继而产生一对新的理想差分输出信号.构建数学模型进行分析与推导,证实了该技术在理想情况下的可行性,并通过电路仿真对理论进行验证.仿真结果表明,该纠正电路3 dB带宽为96～113 GHz,峰值增益为12.7 dB.在105 GHz频率下,对于幅度误差为0～10 dB,相位误差在10°～110°范围内变化的所有输入信号,输出信号间幅度误差均小于0.3 dB,相位误差均小于5.3°,电路总功耗为54 mW.     

DDS频率合成的主要问题及相位截断误差的仿真

从DDS频率合成的基本原理入手,分析DDS电路中常见的问题,针对频率合成中相位截断误差的问题,提出有效的解决方法,并且对滤波器的设计给出思路,最后用matlab仿真了相位截断误差,给出了频谱图。     

直接数字式频率合成器的频谱分析

该文着重研究了直接数字式频率合成器（ＤＤＳ）的频谱特性，以相位误差序列和波形误差序列为出发点，导出了相位截断与幅度量化所引入的最大杂散电平的计算公式，同时采用快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换对ＤＤＳ进行了谱分析，得到杂散与相位累加器字长、有效相位字长、Ｄ／Ａ位数的关系，为研制低杂散ＤＤＳ提供了一定的理论依据。     

计算机控制系统的量化误差分析

由于计算机的字长有限,数的存储及运算过程中存在截断误差或舍入误差;模拟信号变为数字信号存在量化误差.本文分析了各种误差源的产生及对计算机控制系统的影响.     

基于正弦模型的汉语普通话语音分析合成方法

针对PSOLA算法会引起语音频谱的不连续,从而影响合成语音的质量,提出了一种基于正弦模型的汉语普通话语音基音同步分析和合成算法.首先,将连续的语音信号在时间轴上分为一帧帧短时信号,再把每一帧短时语音信号分解为一系列不同幅值、相位和频率的正弦分量,然后根据频率匹配的原则,对相邻两帧信号的幅度和相位进行插值,得到合成信号的正弦分量的幅值和相位,最后将各正弦分量相加,就得到了合成的语音信号.实验结果证明,该方法合成的语音信号的各个正弦波分量的相位和幅值均能平滑过渡,从而可以克服PSOLA算法带来的回声效应,有助于提高合成语音的自然度.     

定点FFT的有限字长效应分析

目的 以ＴＭＳ３２０Ｃ６２ｘ为例,针对定点快速傅里叶变换（ＦＦＴ）进行研究。方法借助复平面单位圆,对采用原码截断算法的字长误差进行理论分析,对原码、补码格式下截断与舍入算法进行仿真比较;并讨论噪声对字长误差的影响。结果 对线性相位信号作ｒ级ＦＦＴ运算时,原码截断算法产生的有限字长误差会使频域输出绝对值减小,其误差均值和方差都与ｒ成线性关系;对信号加入适当的白噪声,误差的均值会明显降低。结论 ＴＭＳ     

快速傅里叶变换的误差分析

分析了按时间抽取(DIT)基-2快速傅里叶变换(FFT)的误差,数据格式为二进制补码.给出了蝶形运算误差分析模型,利用FFT信号流图的特点,针对截断、舍入和收敛舍入3种量化方法,得到了准确的定点和块浮点两种FFT算法的均方误差上下限.最后给出了噪信比结果,并用Matlab对其进行了仿真,结果表明,块浮点FFT算法优于定点FFT算法,舍入和收敛舍入量化方法优于截断量化方法.     

相位截尾对DDS输出频谱影响的分析与计算

采用时域波形分解的方法，分析了相位截尾对DDS输出频谱的影响，给出了相位截尾误差频谱的分布规律，提出一组误差谱的高精度快速算法，并对其作了仿真，波表数据表地址字长较长时，可采用其中的近似算法，较短时则可采用精确算法。     

有限域上插值多项式的两种构造方法

在实数域上构造插值多项式,由于计算机精度的限制和存在舍入误差与截断误差,会使构造的插值多项式产生很大的误差。因此文章将问题限制在有限域上,给出了有限域上存在唯一的插值多项式的定理,且对定理进行了严格的证明。同时将Lagrange插值法与Newton插值法推广到有限域上,形成有限域上构造插值多项式的两种方法,最后通过算例验证了此方法的正确性。     

动态矩阵控制的截断误差校正

动态矩阵控制（ＤＭＣ）的模型向量存在截断误差时会使系统产生动态偏差．截断误差越大，动态偏差亦越大，甚至造成系统不稳定．文中分析了产生动态偏差的机理，提出了一种根据截断误差大小选取不同位移矩阵来校正截断误差的方法，减小了截断误差对系统性能的影响．改进后的ＤＭＣ允许模型向量存在一定的截断误差，从而能以较小的建模时域或较高的采样频率实现高性能的ＤＭＣ．仿真结果表明，该方法几乎能完全消除模型向量截断误差的影响，适用于开环阶跃响应为Ｓ形的对象以及开环响应最后区段单调变化的对象．     

直接数字式合成信号的杂散性能分析

为精确计算直接数字式合成 (DDS)技术输出频谱中杂散谱线的幅度和位置 ,建立了 DDS的杂散产生模型 ,确定了杂散的 3个主要来源 :相位累加器的截断 ,正弦函数表的有限精度和数模转换器的非线性。由此产生的杂散谱可根据 DDS的频率控制字和 2 N 的最大公约数进行分类 ,N是DDS相位累加器的字长。归于同类的杂散谱相互间存在对应关系。这一结果可用于精确计算杂散谱线的幅度和位置。将应用此方法预测的杂散谱线与数值仿真的结果进行了对比 ,二者完全符合。此方法只要做 N组离散傅立叶变换(DFT)就可以得到全部的杂散谱 ,大大提高了运算效率     

非等距网格上奇异扰动问题的有限差分格式

考虑一维定常对流扩散方程的Dirichlet边值问题,利用Taylor级数构造一个基于非等距网格的有限差分格式,给出了格式的截断误差估计,并分析了其稳定性.采用网格生成函数构造非等距网格,并与一些已有的差分格式对比,数值实验表明该格式可以得到更为精确的数值结果,能很好地模拟边界层效应.     

非等距样本表示的截断误差估计

经典的Ｗｉｔｔａｋｅｒ－Ｋｏｔｅｌｎｉｋｏｖ－Ｓｈａｎｎｏｎ样本定理的是有限带函数由其Ｗｈｉｔｔａｋｅｒ级数表示问题，它涉及到一个无限项和。当样本节点非等距时，有限带函数用有限项和逼近，其截断误差可以表示为一围积分。在一定的条件的限制下，得到了一个截断误差估计。     

一种二维表格矩阵舍入误差处理的算法

四舍五入方法是一种普遍使用的方法,但在累计求和的情况下,单纯的四舍五入容易引起较大的误差,这在统计中非常普遍,针对这个问题,本文介绍了一种算法,它既接近四舍五入的方法,同时又消除了累计误差.