專利名稱：數(shù)字頻率合成器及產(chǎn)生頻率掃描的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字頻率合成器和用于產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號(frequency swept synthesized output signal)的方法，其中該信號的頻率被掃描通過頻率掃描(frequency sweep)的多個頻率。
背景技術(shù)：
數(shù)字頻率合成器通常被用于合成掃描頻率輸出信號波形，其中其頻率被步進(jìn)通過多個頻率，以便產(chǎn)生頻率掃描?，F(xiàn)有技術(shù)中典型的數(shù)字頻率合成器如圖1所示，并用附圖標(biāo)記100表示。現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字頻率合成器100包括直接數(shù)字頻率合成器101，其在輸出端102上產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。直接數(shù)字合成器101包括數(shù)控振蕩器(未示出)，其由系統(tǒng)時鐘進(jìn)行定時，并響應(yīng)于施加于直接數(shù)字合成器101的頻率控制輸入104的頻率控制數(shù)字字連續(xù)生成表示待合成輸出信號的相位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字。直接數(shù)字合成器101中的數(shù)字信號處理電路(未示出)將來自數(shù)控振蕩器(未示出)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字轉(zhuǎn)換為與相位相關(guān)的幅度數(shù)字字，其在直接數(shù)字合成器101中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(未示出)中又被轉(zhuǎn)換為合成輸出信號波形，并且在輸出端102上生成合成輸出信號。通過周期地并且適當(dāng)?shù)馗淖兪┘佑陬l率控制輸入104的頻率控制數(shù)字字的值，相應(yīng)地改變在輸出端102上所產(chǎn)生的合成輸出信號的頻率，以通過頻率掃描對合成輸出信號的頻率進(jìn)行掃描。系統(tǒng)時鐘信號通常源自外部，并且被提供給數(shù)字頻率合成器100的系統(tǒng)時鐘輸入端105，并又被提供給直接數(shù)字合成器101的時鐘輸入106。典型地，數(shù)控振蕩器包括模M(modulo-M)累加器，其在頻率控制數(shù)字字的值被連續(xù)提供給頻率控制輸入104時對頻率控制數(shù)字字的每個值進(jìn)行反復(fù)累加。設(shè)置直接數(shù)字合成器101的復(fù)位輸入108，用于提供復(fù)位信號，以對直接數(shù)字合成器101的數(shù)控振蕩器和數(shù)字信號處理電路進(jìn)行復(fù)位。
外部地確定頻率控制數(shù)字字的值以及向直接數(shù)字合成器101的頻率控制輸入104提供頻率控制數(shù)字字的值的速率和順序，例如通過計算機(jī)、或者如圖1所示通過微控制器110確定。數(shù)字頻率合成器100包括一對可尋址的頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112，用于交替地存儲要提供給直接數(shù)字合成器101的頻率控制輸入104的頻率控制數(shù)字字的當(dāng)前值及其下一個值。微控制器110所確定的頻率控制數(shù)字字的值被微控制器110通過數(shù)字頻率合成器100的串行通信端口115和異步數(shù)字接口電路114以適當(dāng)?shù)捻樞蛱峁┙o頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112。頻率控制數(shù)字字的交替值被寫入各自的頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112，使得頻率控制數(shù)字字的當(dāng)前值和下一個值被交替地存儲在其中一個頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112中，而頻率控制數(shù)字字的下一個值和當(dāng)前值被交替地存儲在另一個頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112中。因此，當(dāng)頻率控制數(shù)字字的當(dāng)前值正從一個頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112中被提供給直接數(shù)字合成器101的頻率控制輸入104時，頻率控制數(shù)字字的下一個值正被寫入另一個頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112。
數(shù)字頻率合成器100的多路復(fù)用器116在微控制器110的控制下工作，用于選擇性且交替地將存儲在各自頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112中的頻率控制數(shù)字字的值提供給直接數(shù)字合成器101的頻率控制輸入104。由微控制器110通過數(shù)字頻率合成器100的端子118提供給多路復(fù)用器116的定時信號運行多路復(fù)用器116，以選擇性且交替地提供存儲在頻率控制數(shù)字字存儲寄存器112中的頻率控制數(shù)字字的值。來自微控制器110的復(fù)位信號通過數(shù)字頻率合成器100的端子120被提供給直接數(shù)字合成器101的復(fù)位輸入108，用于將直接數(shù)字合成器100復(fù)位。
在輸出端102上所產(chǎn)生的合成輸出信號的輸出頻率可由下面的等式表示
fout=FCDMODfs]]>其中fout是合成輸出信號的頻率，fs是提供給系統(tǒng)時鐘輸入端105的系統(tǒng)時鐘信號的頻率，其中以這個頻率對直接數(shù)字合成器101、而且又對累加器進(jìn)行定時，F(xiàn)CD是提供給累加器的頻率控制數(shù)字字的值，和MOD是累加器的模M的值。
為了生成具有預(yù)定頻率掃描的頻率掃描合成輸出信號，必須在頻域和時域內(nèi)對頻率掃描進(jìn)行定義。通常，合成頻率輸出信號以頻率的升序或降序、并且通常以頻率的升序被掃描通過頻率序列。因此，在合成輸出信號要被掃描通過其的頻率序列是頻率的升序的情況下，通常，頻域由起始頻率和終止頻率以及頻率要步進(jìn)通過的頻率的數(shù)目定義，其中起始頻率是頻率掃描的最低頻率，終止頻率是頻率掃描的最高頻率。頻率掃描的時域由每個頻率階(frequency step)的持續(xù)時間、即合成輸出信號的兩個連續(xù)頻率變化之間的時間間隔來定義。在頻率掃描合成輸出信號在頻率掃描的各頻率階期間要具有頻率猝發(fā)的情況下，每個頻率階持續(xù)時間內(nèi)每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間也必須被定義為頻率掃描的時域的一部分。因此，在數(shù)字頻率合成器100內(nèi)，定義頻域中頻率掃描的數(shù)據(jù)通過接口電路114被寫入到數(shù)據(jù)寄存器112，而定義時域中頻率掃描的數(shù)據(jù)由微控制器110通過定時端118提供。用于向數(shù)字頻率合成器提供用于定義希望頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的頻域和時域的數(shù)據(jù)的其他設(shè)置對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的。
通常，希望應(yīng)該對于時間以預(yù)定關(guān)系產(chǎn)生數(shù)字頻率合成器所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描。例如，在許多情況下，希望應(yīng)該對于時間以預(yù)定的線性關(guān)系產(chǎn)生數(shù)字頻率合成器所產(chǎn)生的頻率掃描，其中各頻率階的持續(xù)時間是恒定的。通過以固定速率向直接數(shù)字合成器的頻率控制輸入提供頻率控制數(shù)字字的值來產(chǎn)生這種頻率掃描。通常，在迄今為止已知的數(shù)字頻率合成器中，很難實現(xiàn)頻率掃描對于時間的線性，因為頻率控制數(shù)字字的值并不總是被準(zhǔn)時地提供給數(shù)字頻率合成器，或者在準(zhǔn)時提供頻率控制數(shù)字字的值的情況下，它們并不總被準(zhǔn)時提供給直接數(shù)字合成器。這是因為頻率控制數(shù)字字的值由外部裝置計算并提供給直接數(shù)字合成器，例如如參照圖1所述，其中頻率控制數(shù)字字的值由微控制器110計算，并且在微控制器110的控制下被提供給直接數(shù)字合成器101的頻率控制輸入104。通常，這樣的裝置執(zhí)行其他功能和任務(wù)，因此可能發(fā)生在提供頻率控制數(shù)字字的下一個值時的延遲。在這種情況下，頻率掃描對于時間的預(yù)定關(guān)系就不再存在。這是不希望的。
本發(fā)明旨在提供一種數(shù)字頻率合成器和一種用于產(chǎn)生頻率掃描合成頻率輸出信號的方法，其中該信號的頻率以預(yù)定時間關(guān)系被掃描通過頻率掃描的多個頻率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的數(shù)字頻率合成器，其中數(shù)字頻率合成器在單芯片上實現(xiàn)，并且包括片上直接數(shù)字頻率合成器，用于響應(yīng)于向其所提供的頻率控制數(shù)字字，產(chǎn)生頻率的合成輸出信號，片上數(shù)據(jù)存儲電路，用于存儲在頻域和時域中定義頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的數(shù)據(jù)，控制端，用于接收外部產(chǎn)生的控制信號，片上數(shù)據(jù)處理電路，用于根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的頻域數(shù)據(jù)確定頻率控制數(shù)字字的各值及要將頻率控制數(shù)字字的值提供給直接數(shù)字合成器以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的順序，其中數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)、提供給控制端的控制信號、和提供給控制端的控制信號與存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)的組合之一，以確定要將頻率控制數(shù)字字的值提供給直接數(shù)字合成器的速率，并以該順序及以所確定的速率向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值，以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
在本發(fā)明的一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的起始頻率和終止頻率之一的數(shù)據(jù)的形式存儲頻域數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示用于在頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的連續(xù)頻率階之間變化頻率的頻率增加和頻率減小之一的數(shù)據(jù)的形式存儲頻域數(shù)據(jù)。有利地，數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的頻率階數(shù)目的數(shù)據(jù)的形式存儲頻域數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一實施例中，數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)形式存儲時域數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)形式存儲時域數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給控制端的控制信號，以確定何時向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值序列中的第一個值。
在本發(fā)明的另一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給控制端的控制信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的時域。
在本發(fā)明的再一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給控制端的控制信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的每個頻率階的持續(xù)時間。
在本發(fā)明的還一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給控制端的控制信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間，用于以頻率猝發(fā)的形式生成頻率掃描合成輸出信號。
在本發(fā)明的另一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給控制端的邏輯控制信號的傳空比(mark space ratio)，以確定每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間與頻率掃描合成輸出信號的相應(yīng)頻率階的持續(xù)時間的比。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給控制端的邏輯控制信號。
在本發(fā)明的另一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路適于由存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的時域數(shù)據(jù)，根據(jù)振蕩信號的多個周期計算頻率掃描的時域數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)振蕩信號，以確定向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值的速率。
在本發(fā)明的再一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)振蕩信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的每個頻率階的持續(xù)時間。
在本發(fā)明的還一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)振蕩信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間，用于以頻率猝發(fā)的形式生成頻率掃描合成輸出信號。
在本發(fā)明的一個實施例中，數(shù)據(jù)處理電路所響應(yīng)的振蕩信號是系統(tǒng)時鐘信號，其中數(shù)字頻率合成器以這個系統(tǒng)時鐘信號進(jìn)行定時。優(yōu)選地，系統(tǒng)時鐘信號是外部產(chǎn)生的系統(tǒng)時鐘信號，并且提供時鐘端以接收系統(tǒng)時鐘信號。
在本發(fā)明的另一實施例中，振蕩信號是頻率掃描合成輸出信號。
在本發(fā)明的一個實施例中，直接數(shù)字合成器包括數(shù)控振蕩器，其響應(yīng)頻率控制數(shù)字字的值，以順序地產(chǎn)生表示頻率掃描合成輸出信號的相位的數(shù)字字。優(yōu)選地，數(shù)控振蕩器包括模M累加器，其響應(yīng)頻率控制數(shù)字字的值，以順序地生成表示頻率掃描合成輸出信號的相位的數(shù)字字。
在本發(fā)明的另一實施例中，數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)來自累加器的溢出信號，以確定向累加器提供頻率控制數(shù)字字的值的速率。
有利地，直接數(shù)字合成器包括數(shù)字信號處理電路，用于根據(jù)表示數(shù)控振蕩器所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號的相位的數(shù)字字，產(chǎn)生與相位相關(guān)的幅度數(shù)字字。優(yōu)選地，直接數(shù)字合成器包括DAC，用于將數(shù)字信號處理電路所產(chǎn)生的與相位相關(guān)的幅度數(shù)字字轉(zhuǎn)換為頻率掃描合成輸出信號。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)存儲電路可編程用于進(jìn)行對頻率掃描合成輸出信號的頻域數(shù)據(jù)的編程。有利地，數(shù)據(jù)存儲電路可編程用于進(jìn)行對頻率掃描合成輸出信號的時域數(shù)據(jù)的編程。理想地，數(shù)據(jù)存儲電路可編程用于選擇運行數(shù)字頻率合成器的運行模式。
在本發(fā)明的一個實施例中，數(shù)字頻率合成器適于以正弦波的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。在本發(fā)明的一個可選實施例中，數(shù)字頻率合成器適于以任意信號(arbitrary signal)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。在本發(fā)明的另一可選實施例中，數(shù)字頻率合成器適于以邏輯信號的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
另外，本發(fā)明還提供一種產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的方法，該方法包括在單個芯片上實現(xiàn)數(shù)字頻率合成器，其中數(shù)字頻率合成器包括片上直接數(shù)字頻率合成器，用于響應(yīng)于向其提供的頻率控制數(shù)字字，產(chǎn)生頻率的合成輸出信號，片上數(shù)據(jù)存儲電路，用于存儲在頻域和時域中定義頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的數(shù)據(jù)，控制端，用于接收外部產(chǎn)生的控制信號，片上數(shù)據(jù)處理電路，用于根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的頻域數(shù)據(jù)確定頻率控制數(shù)字字的各值及將頻率控制數(shù)字字的值提供給直接數(shù)字合成器以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的順序，其中數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)、被提供給控制端的控制信號、以及被提供給控制端的控制信號和存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)的組合之一，以確定向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值的速率，和運行數(shù)據(jù)處理電路，以根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的頻域數(shù)據(jù)確定頻率控制數(shù)字字的各值及將頻率控制數(shù)字字的值提供給直接數(shù)字合成器以生成合成輸出信號的順序，運行數(shù)據(jù)處理電路，以根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)、被提供給控制端的控制信號、和被提供給控制端的控制信號與存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)的組合之一，確定向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值的速率，和運行數(shù)據(jù)處理電路，以該順序并以所確定的速率向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值，從而產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
本發(fā)明有很多優(yōu)點。由于頻率控制數(shù)字字的各值由片上的數(shù)據(jù)處理電路確定，并由數(shù)據(jù)處理電路提供給直接數(shù)字合成器，所以頻率控制數(shù)字字的值被準(zhǔn)時確定，并且更重要地，被準(zhǔn)時地提供給直接數(shù)字合成器，并因此在向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值時不出現(xiàn)目前已知的數(shù)字頻率合成器的延時問題。此外，由于由數(shù)據(jù)處理電路向直接數(shù)字合成器提供復(fù)位信號，所以同樣地，復(fù)位信號也被準(zhǔn)時地提供，并且在合適的情況下，在以頻率猝發(fā)的形式生成頻率掃描合成輸出信號的情況下，在向直接數(shù)字合成器提供復(fù)位信號時不出現(xiàn)延遲，并因此生成具有精確定時頻率猝發(fā)的頻率掃描合成輸出信號。
本發(fā)明的一個特別重要的優(yōu)點是，可以實時控制頻率掃描合成輸出信號，而不管頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的時域正由存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的時域數(shù)據(jù)控制，還是由被提供給控制端的外部產(chǎn)生的控制信號控制。因此，以對于時間的預(yù)定關(guān)系-其可以是對于時間是線性關(guān)系或者其他-生成頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描。
通過調(diào)整數(shù)據(jù)存儲電路從而以表示頻率掃描的起始頻率或終止頻率之一的數(shù)據(jù)、表示在連續(xù)頻率階之間改變頻率的頻率增加或頻率減小之一的數(shù)據(jù)、和表示頻率掃描的頻率階數(shù)目的數(shù)據(jù)的形式存儲頻域數(shù)據(jù)，由于頻率掃描的各頻率階的頻率可以很容易地合成，所以實現(xiàn)了本發(fā)明的另一優(yōu)點，這是因為可以很容易地計算與頻率掃描的各頻率相對應(yīng)的頻率控制數(shù)字字的值。
當(dāng)數(shù)字頻率合成器的數(shù)據(jù)存儲電路是可編程的，數(shù)字頻率合成器可以在多個操作模式中可選擇地操作的時候，實現(xiàn)了本發(fā)明的再一優(yōu)點。
由于數(shù)字頻率合成器被實現(xiàn)為在單個芯片上實現(xiàn)的集成電路，所以實現(xiàn)了本發(fā)明的一個尤其重要的優(yōu)點。由于數(shù)字頻率合成器在單個芯片上是自含的(self-contained)，并且單個芯片既包括數(shù)據(jù)存儲電路又包括數(shù)據(jù)處理電路，所以根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字頻率合成器是可獨立運行的，并且如上所述，從而產(chǎn)生具有對于時間的預(yù)定關(guān)系的一個頻率掃描或多個頻率掃描的頻率掃描合成輸出信號。
此外，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字頻率合成器可以在具有最少管腳數(shù)的單個芯片上被實現(xiàn)。除了常規(guī)的電源管腳之外，需要的附加管腳僅僅是控制端、輸出端和用于接收系統(tǒng)時鐘信號的系統(tǒng)時鐘端。在數(shù)據(jù)存儲電路可編程的情況下，需要用于進(jìn)行編程的合適通信端口。實際上，如果制造的數(shù)字頻率合成器具有片上系統(tǒng)時鐘，則可以不需要系統(tǒng)時鐘端。從而，通過最少管腳數(shù)，根據(jù)本發(fā)明提供單芯片數(shù)字頻率合成器，其產(chǎn)生具有頻率掃描具有對于時間的預(yù)定關(guān)系的頻率掃描合成輸出信號。
通過下面參考附圖對只作為示例所給出的一些優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明及其優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字頻率合成器的框圖表示，其被配置用于產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號，其中該信號的頻率被掃描通過頻率掃描的多個頻率，圖2是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字頻率合成器的框圖表示，用于產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號，其頻率被掃描通過頻率掃描的多個頻率，圖3到圖7所示的是向附圖2所示的數(shù)字頻率合成器提供或者由其產(chǎn)生的信號的圖解表示，圖8是附圖2的數(shù)字頻率合成器的部分框圖表示，圖9是根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式
的數(shù)字頻率合成器的框圖表示，用于產(chǎn)生合成輸出信號，其頻率被掃描通過頻率掃描的多個頻率。
具體實施例方式
參照附圖，并且首先參照附圖2至8，示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字頻率合成器，其用附圖標(biāo)記1表示，用于以正弦波的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出模擬電壓信號，其頻率被掃描通過具有關(guān)于時間的可選擇關(guān)系的可選擇頻率掃描的多個可選擇頻率。在本發(fā)明的這個實施例中，頻率和每個頻率階的持續(xù)時間，即頻率掃描合成輸出信號的頻率連續(xù)變化之間的時間間隔，以及頻率掃描合成輸出信號掃描通過的頻率階的數(shù)目是可選擇的。此外，數(shù)字頻率合成器1所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號可作為頻率掃描信號被產(chǎn)生，其中為頻率階的持續(xù)時間提供每個頻率階的頻率，或者可選地，頻率掃描合成輸出信號可以以頻率猝發(fā)的形式被產(chǎn)生，從而為每個頻率階期間的可選擇持續(xù)時間產(chǎn)生每個頻率階的頻率，并且其中產(chǎn)生頻率的持續(xù)時間小于相應(yīng)頻率階的持續(xù)時間。
數(shù)字頻率合成器1被實現(xiàn)為單個芯片2上的單芯片集成電路數(shù)字頻率合成器。數(shù)字頻率合成器1包括片上直接數(shù)字頻率合成器5，其響應(yīng)于被順序地提供給直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8的頻率控制數(shù)字字的各值，在單管腳輸出端7上產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。直接數(shù)字合成器5由被提供給直接數(shù)字合成器5的時鐘輸入9的系統(tǒng)時鐘信號來定時，并且在本發(fā)明的這個實施例中，系統(tǒng)時鐘信號是外部產(chǎn)生的信號，并被提供給數(shù)字頻率合成器1的單管腳時鐘信號端10。直接數(shù)字合成器5的復(fù)位輸入11用于接收復(fù)位信號，以復(fù)位直接數(shù)字合成器5。直接數(shù)字合成器5的猝發(fā)控制輸入13用于接收猝發(fā)控制信號，從而操作直接數(shù)字合成器5來以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號，這些在后面將進(jìn)行描述。
在單個芯片2上所形成的片上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲電路12存儲用于在頻域和時域中定義頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的頻域和時域數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的這個具體實施方式
中，數(shù)字頻率合成器1特別適用于產(chǎn)生具有頻率升序或頻率降序的頻率掃描的頻率掃描合成輸出信號。定義頻率掃描的頻域的數(shù)據(jù)包括三個組分，即可以是頻率掃描的最低或最高頻率的起始頻率、頻率在頻率掃描的連續(xù)頻率階之間變化的頻率增量或頻率減量、以及頻率在頻率掃描中步進(jìn)通過的頻率階的數(shù)目。定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)包括兩個組分，即頻率掃描的每個頻率階的持續(xù)時間、和在作為頻率猝發(fā)產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的頻率的情況下，頻率掃描的每個頻率階中頻率猝發(fā)的持續(xù)時間。
數(shù)據(jù)存儲電路12是可編程的，并且包括六個可編程數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲寄存器，即第一到第六數(shù)據(jù)存儲寄存器14到19，用于存儲用于在頻域和時域中定義合成輸出頻率信號的頻率掃描的數(shù)字字。第一數(shù)據(jù)存儲寄存器14用于存儲表示頻率掃描的起始頻率的數(shù)據(jù)，其中起始頻率可以是頻率掃描的最低頻率或最高頻率，這取決于頻率掃描是以最低頻率開始然后順序地增加到最高頻率，還是反過來進(jìn)行。第二數(shù)據(jù)存儲寄存器15用于存儲表示頻率掃描合成輸出信號的頻率階之間增加或減小頻率的增量或減量的數(shù)據(jù)。第三數(shù)據(jù)存儲寄存器16用于存儲表示在頻率掃描期間增加或減小頻率的增加或減小次數(shù)的數(shù)據(jù)。因此，頻率掃描的頻域由存儲在第一、第二和第三數(shù)據(jù)存儲寄存器14到16中的數(shù)據(jù)定義。
第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17用于存儲表示頻率掃描的每個頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)。第五數(shù)據(jù)存儲寄存器18用于存儲表示與頻率掃描的每個頻率階對應(yīng)的頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)，其中以頻率猝發(fā)的形式提供頻率掃描合成輸出信號。第六數(shù)據(jù)存儲寄存器19用于存儲表示操作數(shù)字頻率合成器1的模式的數(shù)據(jù)。數(shù)字頻率合成器1可以在下面將要描述的多個操作模式中選擇性地操作，由此可根據(jù)存儲在第四和第五數(shù)據(jù)存儲寄存器17和18之一或二者中的數(shù)據(jù)、被提供給數(shù)字頻率合成器1的單管腳控制端20的邏輯控制信號、或存儲在第四和第五數(shù)據(jù)存儲寄存器17和18中的時域數(shù)據(jù)與被提供給控制端20的邏輯控制信號的組合，確定頻率掃描合成輸出信號的時域數(shù)據(jù)。
在單個芯片2上形成片上異步串行接口電路22，用于通過串行通信端口23將數(shù)據(jù)存儲電路12與任何合適的外部編程裝置連接，以對數(shù)據(jù)存儲電路12編程，從而選擇起始頻率、增加或減小起始頻率的增量或減量、和要增加頻率掃描的頻率的增加或減小的數(shù)目、以及在相關(guān)的情況下的每個頻率階和每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間，以及用于選擇數(shù)字頻率合成器1的操作模式。
在單個芯片2上形成由系統(tǒng)時鐘信號定時的片上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理電路25，用于根據(jù)存儲在第一至第三數(shù)據(jù)存儲寄存器14到16中的表示起始頻率、增量或減量以及增加數(shù)目的數(shù)據(jù)，計算要被提供給直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8的頻率控制數(shù)字字的值、和將頻率控制數(shù)字字的值提供給頻率控制輸入8的順序。數(shù)據(jù)處理電路25還以所確定的順序，以數(shù)據(jù)處理電路25根據(jù)存儲在第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17中的表示每個頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)、和/或根據(jù)被提供給控制端20的外部產(chǎn)生的邏輯控制信號而確定的速率向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8順序提供頻率控制數(shù)字字的各值。如果要以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號，則數(shù)據(jù)處理電路25根據(jù)存儲在第五數(shù)據(jù)存儲寄存器18中的表示頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)、和/或根據(jù)被提供給控制端20的外部產(chǎn)生的邏輯控制信號，確定每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間。數(shù)據(jù)處理電路25分別通過數(shù)據(jù)總線24a到24f讀取存儲在數(shù)據(jù)存儲電路12的第一到第六數(shù)據(jù)存儲寄存器14到19中的數(shù)據(jù)。
向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的各值的速率可以單獨地由被提供給控制端20的邏輯控制信號來確定，在這種情況下，在邏輯控制信號的每個上升或下降沿，數(shù)據(jù)處理電路25將頻率控制數(shù)字字的下一個值提供給頻率控制輸入8，其中該速率還確定每個頻率階的持續(xù)時間。可選地，數(shù)據(jù)處理電路25向頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的各值的速率可以單獨地由存儲在第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17中的表示頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)來確定。
在根據(jù)存儲在第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17中的表示每個頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)確定向頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的各值的速率的情況下，作為在時鐘信號端10上所提供的系統(tǒng)時鐘信號的時鐘周期的適當(dāng)數(shù)量的函數(shù)，或者作為在輸出端7上所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號的適當(dāng)周期數(shù)的函數(shù)，確定每個頻率階的持續(xù)時間。在確定頻率掃描合成輸出信號的每個頻率階的持續(xù)時間作為頻率掃描合成輸出信號的適當(dāng)周期數(shù)的情況下，數(shù)據(jù)處理電路25響應(yīng)直接數(shù)字合成器5的累加器(未在圖2中示出，但在圖8中示出并在下面描述)的適當(dāng)數(shù)目的溢出，以向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8順序提供頻率控制數(shù)字字的各值，從而又限定每個頻率階。數(shù)據(jù)處理電路25在線26上從直接數(shù)字合成器5的溢出輸出27讀取直接數(shù)字合成器的累加器的溢出數(shù)目。
在響應(yīng)于系統(tǒng)時鐘信號的適當(dāng)時鐘周期數(shù)確定頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的頻率階的持續(xù)時間的情況下，頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描對于時間是線性的。然而，在確定頻率掃描的頻率階的持續(xù)時間作為頻率掃描合成輸出信號的預(yù)定周期數(shù)的情況下，頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描對于時間不是線性的，但是對于時間具有一個預(yù)定的關(guān)系。
在希望在輸出端5上以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號，并且根據(jù)存儲在第五數(shù)據(jù)存儲寄存器18中的表示頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)確定每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的情況下，作為被提供給時鐘信號端10的系統(tǒng)時鐘的適當(dāng)時鐘周期數(shù)的函數(shù)，或者作為頻率掃描合成輸出信號的適當(dāng)周期數(shù)的函數(shù)，確定每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間，如已經(jīng)對于數(shù)據(jù)處理器25確定頻率階的持續(xù)時間所描述的那樣。在每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的終點，向復(fù)位輸入11提供復(fù)位信號，并且向直接數(shù)字合成器5的猝發(fā)控制輸入13提供猝發(fā)控制信號，以保持相應(yīng)頻率階的持續(xù)時間，操作直接數(shù)字合成器產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)輸出信號，直到頻率掃描的下一個頻率階開始，后面會參照附圖8對此進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。
可選地，通過被提供給控制端20的邏輯控制信號確定每個頻率階的持續(xù)時間和每個頻率階的頻率猝發(fā)的持續(xù)時間。在這種情況下，頻率控制數(shù)字字的各值在被提供給控制端20的邏輯控制信號的各上升沿處被提供，并且在邏輯控制信號的每個下降沿，復(fù)位信號被提供給復(fù)位輸入11，并且猝發(fā)控制信號被提供給直接數(shù)字合成器5的猝發(fā)控制輸入13，并且它們保持在各自的復(fù)位輸入11和猝發(fā)控制輸入13上，直到邏輯控制端20上邏輯控制信號的下一個上升沿。在這個階段中，向頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的下一個值。因此，通過控制端20上邏輯控制信號的傳空比，確定每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間與相應(yīng)頻率階的持續(xù)時間的比。
現(xiàn)在參照圖3至7，其中示出了以不同模式工作的數(shù)字頻率合成器1的輸出端7上所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號的波形。在圖3至7的每個圖中，波形A代表向控制端20提供的邏輯控制信號，波形B代表在輸出端7上所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號。在圖3至5中，頻率掃描合成輸出信號的兩個頻率掃描由波形B代表，這些波形B是Y軸上的頻率相對于X軸上的時間的圖，并且在圖3到5的波形B中，在每個頻率階的持續(xù)時間D中連續(xù)產(chǎn)生頻率信號。在圖6和7中，在各頻率階期間，以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生在數(shù)字頻率合成器1的輸出端7上所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號，并且，在波形B中，每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間S被示為持續(xù)時間為D的相應(yīng)頻率階中的振蕩信號。因此，在圖6和7中，波形B的電壓在Y軸上表示，時間在X軸上表示。為了方便，在圖6和7中僅示出頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的三個頻率階。
根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路12中的頻率掃描的頻域數(shù)據(jù)和時域數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖3的波形中在輸出端7上所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號。響應(yīng)于被提供給控制端20的邏輯控制信號A的脈沖P的上升沿，數(shù)據(jù)處理電路25在短的初始化時間段J期間開始對自己進(jìn)行初始化，其中在這個短的初始化時間段期間，數(shù)據(jù)處理電路25確定頻率掃描的頻率控制數(shù)字字的值、將頻率控制數(shù)字字的值提供給直接數(shù)字合成器5的順序、以及頻率掃描的每個頻率階的持續(xù)時間。在初始化期間，數(shù)據(jù)處理電路25對直接數(shù)字合成器5復(fù)位，并且在完成初始化時，向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8以升序順序地提供頻率控制數(shù)字字的值，以產(chǎn)生具有其中信號的頻率為升序的頻率掃描的頻率掃描合成輸出信號。此外，在每個頻率掃描的結(jié)束時，數(shù)據(jù)處理電路25對自身再次初始化，并且重復(fù)以升序順序地向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的值，以產(chǎn)生具有重復(fù)頻率掃描的頻率掃描合成輸出信號。
在這個工作模式下，在探測到邏輯控制信號A的脈沖P的上升沿時，數(shù)據(jù)處理電路25開始初始化，并從第六數(shù)據(jù)存儲寄存器19讀取表示所選擇的要操作數(shù)字頻率合成器1的工作模式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理電路25然后從第一數(shù)據(jù)存儲寄存器14讀取表示所選擇的起始頻率的數(shù)據(jù)，從第二數(shù)據(jù)存儲寄存器15讀取表示所選擇的在連續(xù)頻率階之間增加頻率的增量的數(shù)據(jù)，并從第三數(shù)據(jù)存儲寄存器16讀取表示所選擇的要增加頻率的增加數(shù)目的數(shù)據(jù)。根據(jù)這個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理電路25在初始化時間段J期間計算要提供給直接數(shù)字合成器5的頻率控制數(shù)字字的值，和提供頻率控制數(shù)字字的值的順序。數(shù)據(jù)處理電路25從第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17讀取表示頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)。在這種工作模式下，以對于時間的線性關(guān)系產(chǎn)生頻率掃描，并且因而頻率階的持續(xù)時間D是恒定的。因此，數(shù)據(jù)處理電路25根據(jù)系統(tǒng)時鐘信號的適當(dāng)時鐘周期數(shù)，確定向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的連續(xù)值的時間間隔。在初始化時間段期間，數(shù)據(jù)處理電路25向直接數(shù)字合成器5的復(fù)位輸入11提供復(fù)位信號，以復(fù)位直接數(shù)字合成器5，然后在系統(tǒng)時鐘信號的適當(dāng)時鐘周期向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的值。
根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路12中的頻域數(shù)據(jù)和時域數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于被提供給控制端20的邏輯控制信號A，產(chǎn)生圖4的波形B中在輸出端7上所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號。在這種操作模式下，通過控制端20上邏輯控制信號A的各脈沖P的上升沿，初始化頻率掃描合成輸出信號的各頻率掃描。數(shù)據(jù)處理電路25響應(yīng)于邏輯控制信號A的每個脈沖P的上升沿，對自身進(jìn)行初始化，然后向直接數(shù)字合成器5順序提供頻率控制數(shù)字字的值，以生產(chǎn)一個頻率掃描，并且等待下一脈沖P的上升沿。但是，不同地，用于產(chǎn)生圖4的波形B的在這種工作模式下的數(shù)字頻率合成器的工作與參照圖3所描述的相似，除了頻率掃描合成輸出信號保持在頻率掃描的最高頻率，直到數(shù)據(jù)處理電路25在控制端20上檢測到邏輯控制信號A的下一脈沖的上升沿之外。
只根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路12中的頻域數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖5的波形B中在輸出端7上所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號，但是，圖5的頻率掃描合成輸出信號B的時域由被提供給控制端20的邏輯控制信號A單獨確定。在這種工作模式下，在初始化時間段J期間，數(shù)據(jù)處理電路25在檢測到邏輯控制信號的第一個脈沖P的上升沿時對自身進(jìn)行初始化。數(shù)據(jù)處理電路25在初始化期間從第六數(shù)據(jù)存儲寄存器19讀取表示工作模式的數(shù)據(jù)，從第一數(shù)據(jù)存儲寄存器14讀取表示頻率掃描的起始頻率的數(shù)據(jù)，從第二數(shù)據(jù)存儲寄存器15讀取表示頻率要被增加的增量的數(shù)據(jù)，并且從第三數(shù)據(jù)存儲寄存器16讀取表示頻率要被增加的增加數(shù)量的數(shù)據(jù)。依據(jù)這個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理電路25計算頻率控制數(shù)字字的值，并確定向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的值的順序。
在初始化時間段期間，數(shù)據(jù)處理電路對直接數(shù)字合成器5進(jìn)行復(fù)位，然后向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的值中的第一個值，以生成頻率掃描合成輸出信號的第一頻率掃描的第一頻率階的頻率，并等待邏輯控制信號A的下一脈沖P的上升沿，以向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的第二個值，等等，直到已經(jīng)向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供了頻率控制數(shù)字字的最高值為止。在邏輯控制信號A的下一脈沖P的上升沿處，數(shù)據(jù)處理電路25在初始化時間段J期間再次對自身進(jìn)行初始化，復(fù)位直接數(shù)字合成器5，并向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的第一個值，以開始頻率掃描合成輸出信號的下一個頻率掃描，從而數(shù)字頻率合成器1的操作繼續(xù)在這個工作模式下。
現(xiàn)在參照圖6，在這個工作模式下，數(shù)字頻率合成器1在輸出端7上以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。在這個工作模式下，根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路12中的頻域數(shù)據(jù)和時域數(shù)據(jù)產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。在檢測到控制端20上邏輯控制信號A的脈沖P的上升沿時，數(shù)據(jù)處理電路25在初始化時間段J(未示出)期間對自身進(jìn)行初始化，與圖3到5中的初始化時間段J相似。在初始化期間，數(shù)據(jù)處理電路25從第六數(shù)據(jù)存儲寄存器19讀取表示數(shù)字頻率合成器1要被運行的工作模式的數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)處理電路25從第一數(shù)據(jù)存儲寄存器14讀取表示起始頻率的數(shù)據(jù)，從第二數(shù)據(jù)存儲寄存器15讀取表示在頻率階之間頻率要被增加的增量的數(shù)據(jù)，并且從第三數(shù)據(jù)存儲寄存器16讀取表示頻率從起始頻率要被增加的增加數(shù)量的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)從第一、第二和第三數(shù)據(jù)存儲寄存器14到16所讀取的數(shù)據(jù)計算頻率控制數(shù)字字的值。數(shù)據(jù)處理電路25從第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17讀取表示各頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)，并從第五數(shù)據(jù)存儲寄存器18讀取表示每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)。在這個工作模式下，每個頻率階和每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間是頻率掃描合成輸出信號的各自周期數(shù)的函數(shù)，并且當(dāng)頻率掃描具有對于時間的關(guān)系時，該關(guān)系是非線性的，這是由于頻率階和頻率猝發(fā)的各自持續(xù)時間隨著頻率掃描合成輸出信號的頻率增加而減小。數(shù)據(jù)處理電路25計算對應(yīng)于頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的各頻率階的持續(xù)時間D的頻率掃描合成輸出信號的周期數(shù)，和對應(yīng)于各頻率猝發(fā)的持續(xù)時間S的頻率掃描合成輸出信號的周期數(shù)。在本發(fā)明的這個實施例中，為了示圖簡便，每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間S對應(yīng)于頻率掃描合成輸出信號的兩個周期。但是，可以理解，每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間可以是等于或大于頻率掃描合成輸出信號一個周期的任何期望的持續(xù)時間。
在完成初始化時，在頻率掃描的第一頻率的頻率猝發(fā)的持續(xù)時間S中，數(shù)據(jù)處理電路25向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的起始值。在持續(xù)時間S的結(jié)束時，即在頻率掃描合成輸出信號的兩個周期之后，數(shù)據(jù)處理電路25向復(fù)位輸入11提供復(fù)位信號，并向直接數(shù)字合成器5的猝發(fā)控制輸入13提供猝發(fā)控制信號，以運行直接數(shù)字合成器5來在輸出端7上輸出穩(wěn)定狀態(tài)信號，直到第一頻率階的持續(xù)時間D的結(jié)束。在第一頻率階的持續(xù)時間D結(jié)束時，數(shù)據(jù)處理電路25向頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的第二個值，并且復(fù)位信號和猝發(fā)控制信號被從復(fù)位輸入11和猝發(fā)控制輸入13移除，從而運行直接數(shù)字合成器來在頻率掃描的第二頻率階中生成持續(xù)時間S的頻率猝發(fā)，等等，直到其中已經(jīng)產(chǎn)生了頻率掃描的最高頻率的頻率猝發(fā)的頻率階結(jié)束。在這個階段，數(shù)據(jù)處理電路25再次對自身進(jìn)行初始化，并且在持續(xù)時間S中將頻率控制數(shù)字字的第一個值提供給直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8，以開始頻率掃描合成輸出信號的下一個頻率掃描。在這個工作模式下，數(shù)字頻率合成器1以與運行以產(chǎn)生圖3的頻率掃描合成輸出信號相似的方式工作，差別只在于以頻率猝發(fā)形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的頻率，而不是在各頻率階的持續(xù)時間中連續(xù)地產(chǎn)生，并且基于頻率掃描合成輸出信號的適當(dāng)周期數(shù)確定頻率階和頻率猝發(fā)的持續(xù)時間。
現(xiàn)在參考圖7，運行數(shù)字頻率合成器1，以在輸出端7上也以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。在這個工作模式下，僅根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路12中的頻域數(shù)據(jù)生成頻率掃描合成輸出信號，并且由被提供給控制端20的邏輯控制信號A確定頻率掃描合成輸出信號的時域。在檢測到邏輯控制信號A的第一脈沖的上升沿時，數(shù)據(jù)處理電路25在初始化時間段J(未示出)期間開始初始化，但與圖3至5中的相似。數(shù)據(jù)處理電路25從第六數(shù)據(jù)存儲寄存器19讀取表示數(shù)字頻率合成器1要運行的模式的數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)處理電路25分別從第一、第二和第三數(shù)據(jù)存儲寄存器14、15和16讀取表示起始頻率、在頻率階之間頻率要被增加的增量、和增加或減小的數(shù)目的數(shù)據(jù)，并計算頻率控制數(shù)字字的值，并且確定向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供這些值的順序。
在完成初始化時，數(shù)據(jù)處理電路25向直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8提供頻率控制數(shù)字字的起始值，直到邏輯控制信號A的第一脈沖P的下降沿為止。在檢測到第一脈沖P的下降沿時，數(shù)據(jù)處理電路25向復(fù)位輸入11提供復(fù)位信號，并向直接數(shù)字合成器5的猝發(fā)控制輸入13提供猝發(fā)控制信號，以運行直接數(shù)字合成器5來在輸出端7上輸出穩(wěn)定狀態(tài)信號，直到邏輯控制信號A的下一脈沖P的上升沿為止。在這個階段，頻率控制數(shù)字字的第二個值被提供給直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8，并且復(fù)位信號和猝發(fā)控制信號被從復(fù)位輸入11和猝發(fā)控制輸入13上移除，以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的第二個頻率階中第二頻率的頻率猝發(fā)，并因此數(shù)字頻率合成器1的工作繼續(xù)。在這個工作模式下，數(shù)字頻率合成器1的運行基本上與參照圖5所描述的相似，區(qū)別在于，頻率掃描合成輸出信號是以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生的，而不是以在各頻率階期間連續(xù)產(chǎn)生頻率的方式產(chǎn)生的。在參照圖7所描述的工作方式中，每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間S與相應(yīng)頻率階的持續(xù)時間D的比值基本上與控制端20上邏輯控制信號的傳空比相似。
現(xiàn)在參照圖8，將描述數(shù)字頻率合成器1的直接數(shù)字合成器5。直接數(shù)字合成器5包括模M累加器30，用于在相應(yīng)的頻率階或頻率猝發(fā)期間對被提供給系統(tǒng)時鐘輸入9的系統(tǒng)時鐘信號的各時鐘周期上的頻率控制數(shù)字字的數(shù)字值進(jìn)行累加。來自累加器30的頻率控制數(shù)字字的每個值的數(shù)字字形式的、表示頻率掃描合成輸出信號的相位的累加值被提供給數(shù)字信號處理電路，在這個示例中是相位-幅度轉(zhuǎn)換器31，其產(chǎn)生表示頻率掃描合成輸出信號的與相位相關(guān)的幅度的數(shù)字字，該數(shù)字字又被提供給數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)34的DAC寄存器33。與相位相關(guān)的幅度數(shù)字字被DAC 34轉(zhuǎn)換為模擬電壓值，以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號，該輸出信號在數(shù)字頻率合成器1的輸出端7上被輸出。相位-幅度轉(zhuǎn)換器31和DAC寄存器33由系統(tǒng)時鐘信號進(jìn)行定時。來自累加器30的溢出輸出36的溢出通過直接數(shù)字合成器5的溢出輸出27被提供給線26，到數(shù)據(jù)處理電路25。被提供給直接數(shù)字合成器5的頻率控制輸入8的頻率控制數(shù)字字的值被提供給累加器30的相應(yīng)頻率控制輸入38。
邏輯控制電路40接收分別被提供給直接數(shù)字合成器5的復(fù)位輸入11和猝發(fā)控制輸入13的復(fù)位和猝發(fā)控制信號。邏輯控制電路40被編程，使得在猝發(fā)控制輸入13上沒有猝發(fā)控制信號時，被提供給復(fù)位輸入11的復(fù)位信號被提供給累加器30的復(fù)位輸入41，以將累加器30復(fù)位為零，并且被提供給相位-幅度轉(zhuǎn)換器31的復(fù)位輸入42，以對相位-幅度轉(zhuǎn)換器31進(jìn)行復(fù)位。但是，當(dāng)猝發(fā)控制信號被提供給直接數(shù)字合成器5的猝發(fā)控制信號輸入13時，邏輯控制電路40只將直接數(shù)字合成器5的復(fù)位輸入11上的復(fù)位信號提供給相位-幅度轉(zhuǎn)換器31的復(fù)位輸入42，以便在頻率猝發(fā)結(jié)束與下一頻率階開始之間的時間段期間運行相位-幅度轉(zhuǎn)換器31來生成數(shù)字字，其中該數(shù)字字被提供給DAC寄存器33并由DAC 34進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以在輸出端7上產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)輸出信號。
累加器30、相位-幅度轉(zhuǎn)換器31、DAC寄存器33、DAC 34和邏輯控制電路40被實現(xiàn)在數(shù)字頻率合成器1的單個芯片2上。
在使用時，再參照圖2，由任何合適的編程工具通過異步串行接口電路22和串行通信端口23對數(shù)據(jù)存儲電路12進(jìn)行編程。例如，可由計算機(jī)、微控制器或任何其他合適的編程工具對數(shù)據(jù)存儲電路12進(jìn)行編程。用表示要運行數(shù)字頻率合成器1的模式的數(shù)據(jù)對第六數(shù)據(jù)存儲寄存器19進(jìn)行編程。用表示數(shù)字頻率合成器1要產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的起始頻率的數(shù)據(jù)對第一數(shù)據(jù)存儲寄存器14進(jìn)行變成。用表示在頻率掃描的頻率階間頻率要被增加或減小的增量或減量的數(shù)據(jù)對第二數(shù)據(jù)存儲寄存器15進(jìn)行編程，并且用表示在頻率掃描期間頻率要被增加或減小的增加或減小數(shù)目的數(shù)據(jù)對第三數(shù)據(jù)存儲寄存器16進(jìn)行編程。
如果頻率掃描的頻率階的持續(xù)時間不由被提供給控制端20的邏輯控制信號來確定，則用表示各自頻率階的每個頻率階的持續(xù)時間D的數(shù)據(jù)對第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17進(jìn)行編程。另一方面，如果頻率階不由控制端20上的邏輯控制信號控制，則不需要對第四數(shù)據(jù)存儲寄存器17進(jìn)行編程。如果頻率掃描合成輸出信號不以頻率猝發(fā)的形式被生成，則不需要對第五數(shù)據(jù)存儲寄存器進(jìn)行編程。但是，如果頻率掃描合成輸出信號以頻率猝發(fā)形式被產(chǎn)生，和如果頻率猝發(fā)的持續(xù)時間不由被提供給控制端20的邏輯控制信號確定，則用表示各自頻率猝發(fā)的持續(xù)時間S的數(shù)據(jù)對第五數(shù)據(jù)存儲寄存器18進(jìn)行編程。另外，如果頻率猝發(fā)的持續(xù)時間S由被提供給控制端20的邏輯控制信號確定，則不需要對第五數(shù)據(jù)存儲寄存器18進(jìn)行編程。
一旦數(shù)據(jù)存儲電路12的編程已經(jīng)完成，數(shù)字頻率合成器1就響應(yīng)控制端20上邏輯控制信號的第一個脈沖的上升沿，以對數(shù)據(jù)處理電路25初始化，并開始頻率掃描合成輸出信號。然后，根據(jù)所選擇并被編程到第六數(shù)據(jù)存儲寄存器19中的模式，生成頻率掃描合成輸出信號。
雖然已經(jīng)參照圖3至7對數(shù)字頻率合成器1的五個工作模式進(jìn)行了描述，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，數(shù)字頻率合成器1可以在比所描述的更多的模式下工作。例如，如上所述，代替頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描對于時間是線性的，頻率掃描可以具有對于時間的其他關(guān)系。例如，數(shù)字頻率合成器1可被編程以工作在這樣的模式下，即其中頻率階的持續(xù)時間是頻率掃描合成輸出信號的周期數(shù)的函數(shù)，如參考圖6所述的。在這種情況下，頻率階的持續(xù)時間會隨頻率掃描的頻率增加而減小，反過來亦然。相似地，如果希望，可產(chǎn)生持續(xù)時間是頻率掃描合成輸出信號的周期數(shù)的函數(shù)的頻率猝發(fā)，如參照圖6描述的。
另外，雖然已經(jīng)以頻率升序增加的頻率掃描的頻率描述了參照圖3至7所描述的各頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，頻率掃描可以以頻率降序而被產(chǎn)生，并且，很顯然，可以運行數(shù)據(jù)頻率合成器1以產(chǎn)生其中選擇地以頻率升序和頻率降序產(chǎn)生頻率掃描的頻率掃描合成輸出信號。換句話說，當(dāng)頻率掃描的頻率達(dá)到終止頻率時，代替回到起始頻率，可運行數(shù)字頻率合成器以將頻率從終止頻率減小到起始頻率，然后在下一頻率掃描期間開始增加頻率，等等。
現(xiàn)在參照圖9，示出了根據(jù)本發(fā)明另一具體實施方式
的數(shù)字頻率合成器50，用附圖標(biāo)記50表示。數(shù)字頻率合成器50基本上與數(shù)字頻率合成器1相似，并且相似組件用同一附圖標(biāo)記標(biāo)出。數(shù)字頻率合成器50與數(shù)字頻率合成器1的主要不同在于，數(shù)據(jù)存儲電路12不是可編程的。因此，定義頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的頻域、并且在適當(dāng)時還有時域的數(shù)據(jù)被預(yù)編程到數(shù)據(jù)存儲電路中，其中數(shù)據(jù)存儲電路可以以數(shù)據(jù)存儲寄存器、或任何其他適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)存儲工具的形式提供。另外，數(shù)字頻率合成器50及其運行與數(shù)字頻率合成器1相似，并同樣被實現(xiàn)為單芯片數(shù)字頻率合成器，并且完全形成在單芯片2上。
雖然沒有對數(shù)據(jù)處理電路25進(jìn)行詳細(xì)的描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，可以使用任何合適的數(shù)據(jù)處理電路，其中該數(shù)據(jù)處理電路能夠讀取分別存儲在數(shù)據(jù)存儲電路12的第一到第六寄存器14到19中的表示頻域和時域的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并能夠計算要提供給直接數(shù)字合成器5的頻率控制數(shù)字字的值，并用于確定向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值的順序，以及用于對系統(tǒng)時鐘的時鐘周期或來自累加器30的溢出進(jìn)行計數(shù)，以確定頻率階的持續(xù)時間，并且在適當(dāng)時確定頻率猝發(fā)的持續(xù)時間，或者可選地，用于讀取控制端20，以根據(jù)被提供給控制端20的邏輯控制信號確定頻率掃描合成輸出信號的時域。
雖然已經(jīng)將頻率掃描合成輸出信號的波形描述為正弦曲線波形，但是，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字頻率合成器可以生成任何其他合適的振蕩或重復(fù)信號，例如邏輯信號、任意信號或任何其他信號。
雖然，除了初始化之外，已經(jīng)將頻率控制數(shù)字字的值描述為被提供給直接數(shù)字合成器的頻率控制輸入，而無需對累加器進(jìn)行復(fù)位，但是如果希望，在每次向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的新的值時，累加器可由來自數(shù)據(jù)處理電路25的、被施加于數(shù)字頻率合成器的復(fù)位輸入上的復(fù)位信號進(jìn)行復(fù)位。此外，可以理解，雖然是希望的，但即使在對應(yīng)于對應(yīng)于頻率掃描的起始頻率的頻率控制數(shù)字字的值被提供給累加器之前對數(shù)據(jù)處理電路初始化期間，也并不必須復(fù)位累加器。
雖然已經(jīng)將數(shù)據(jù)存儲電路描述為包括數(shù)據(jù)存儲寄存器，但是，可提供任何其他合適的數(shù)據(jù)存儲工具或電路來存儲頻率掃描合成輸出信號的頻域數(shù)據(jù)和工作模式數(shù)據(jù)，并且在合適時，還存儲時域數(shù)據(jù)。
雖然在所述的本發(fā)明的具體實施方式
中，將直接數(shù)字合成器描述為包括用于將累加器所產(chǎn)生的表示頻率掃描合成輸出信號的相位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表示頻率掃描合成輸出信號的與相位相關(guān)的幅度的數(shù)據(jù)字的相位-幅度轉(zhuǎn)換器，但是，可使用任何其他合適的用于生成與相位相關(guān)的幅度數(shù)據(jù)的數(shù)字信號處理電路。此外，在某些情況下，可以想象，表示合成輸出信號的相位的累加器所輸出的溢出位、累加器所輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的MSB、或相位-幅度轉(zhuǎn)換器所輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的MSB、或其他數(shù)字信號或其組合可被轉(zhuǎn)換為邏輯信號，以形成頻率掃描合成輸出信號，該信號于是為邏輯信號的形式，諸如頻率掃描的步進(jìn)頻率的數(shù)字信號。
雖然已經(jīng)將數(shù)字頻率合成器描述為提供漸增頻率的步進(jìn)形式的頻率掃描的頻率，但是掃描頻率可以以漸減頻率的步進(jìn)形式、或以任何其他模式、隨機(jī)產(chǎn)生或其他地被提供。
此外，可以想象，數(shù)據(jù)處理電路可被編程，使得在每個頻率掃描結(jié)束時，下一頻率掃描被翻轉(zhuǎn)，換句話說，在頻率從最低頻率逐漸增加到最高頻率的頻率掃描之后，下一頻率掃描可具有從頻率掃描的最高到最低頻率逐漸減小的頻率掃描的頻率，反過來亦然。在這種情況下，連續(xù)頻率掃描會限定三角形輪廓。
雖然根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字頻率合成器在以頻率猝發(fā)形式產(chǎn)生時所產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號被描述為在每個頻率階中包括單一頻率猝發(fā)，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易想到，可以以在每個頻率階中具有多個頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的數(shù)字頻率合成器，其中所述數(shù)字頻率合成器包括直接數(shù)字頻率合成器，用于響應(yīng)于被提供給其的頻率控制數(shù)字字而產(chǎn)生頻率的合成輸出信號，其特征在于所述數(shù)字頻率合成器在單個芯片上被實現(xiàn)，所述直接數(shù)字頻率合成器是片上直接數(shù)字頻率合成器；并且所述數(shù)字頻率合成器還包括片上數(shù)據(jù)存儲電路，用于存儲在頻域和時域中定義所述頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的數(shù)據(jù)；控制端，用于接收外部產(chǎn)生的控制信號；片上數(shù)據(jù)處理電路，用于根據(jù)存儲在所述數(shù)據(jù)存儲電路中的頻域數(shù)據(jù)確定所述頻率控制數(shù)字字的各值及將頻率控制數(shù)字字的值提供給所述直接數(shù)字合成器以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的順序；其中所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)存儲在所述數(shù)據(jù)存儲電路中的定義所述頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)、被提供給所述控制端的控制信號、和被提供給所述控制端的控制信號與存儲在所述數(shù)據(jù)存儲電路中的定義所述頻率掃描的頻域的數(shù)據(jù)的結(jié)合中的一個，以確定向所述直接數(shù)字合成器提供所述頻率控制數(shù)字字的值的速率，并將所述頻率控制數(shù)字字的值以所述順序并且以所確定的速率提供給所述直接數(shù)字合成器，以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示所述頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的起始頻率和終止頻率之一的數(shù)據(jù)的形式存儲所述頻域數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示所述頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的連續(xù)頻率階之間頻率改變的頻率增量和頻率減量之一的數(shù)據(jù)的形式存儲所述頻域數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的頻率階數(shù)量的數(shù)據(jù)的形式存儲所述頻域數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)的形式存儲所述時域數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)的形式存儲所述時域數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給所述控制端的控制信號，以確定何時向所述直接數(shù)字合成器提供所述頻率控制數(shù)字字的值序列的第一個值。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給所述控制端的控制信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的時域。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給所述控制端的控制信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的每個頻率階的持續(xù)時間。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給所述控制端的控制信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間，從而以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給所述控制端的邏輯控制信號的傳空比，以確定頻率掃描合成輸出信號的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間與相應(yīng)頻率階的持續(xù)時間之比。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)被提供給所述控制端的邏輯控制信號。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路適于根據(jù)存儲在所述數(shù)據(jù)存儲電路中的時域數(shù)據(jù)，作為振蕩信號的周期數(shù)的函數(shù)計算頻率掃描的時域數(shù)據(jù)，并且所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)所述振蕩信號，以確定向所述直接數(shù)字合成器提供所述頻率控制數(shù)字字的值的速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)所述振蕩信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的每個頻率階的持續(xù)時間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)所述振蕩信號，以確定頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間，從而以頻率猝發(fā)的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路所響應(yīng)的振蕩信號是系統(tǒng)時鐘信號，其中所述數(shù)據(jù)頻率合成器以所述系統(tǒng)時鐘信號進(jìn)行定時。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述系統(tǒng)時鐘信號是外部產(chǎn)生的系統(tǒng)時鐘信號，并且提供時鐘端以接收所述系統(tǒng)時鐘信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述振蕩信號是頻率掃描合成輸出信號。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述直接數(shù)字合成器包括數(shù)控振蕩器，其中所述數(shù)控振蕩器響應(yīng)所述頻率控制數(shù)字字的值，以順序地生成表示頻率掃描合成輸出信號的相位的數(shù)字字。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)控振蕩器包括模M累加器，其中所述模M累加器響應(yīng)所述頻率控制數(shù)字字的值，以順序地生成表示頻率掃描合成輸出信號的相位的數(shù)字字。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)來自所述累加器的溢出信號，以確定向所述累加器提供所述頻率控制數(shù)字字的值的速率。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述直接數(shù)字合成器包括數(shù)字信號處理電路，用于根據(jù)所述數(shù)控振蕩器所生成的表示頻率掃描合成輸出信號的相位的數(shù)字字，生成與相位相關(guān)的幅度數(shù)字字。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述直接數(shù)字合成器包括DAC，用于將所述數(shù)字信號處理電路所生成的與相位相關(guān)的幅度數(shù)字字轉(zhuǎn)換為頻率掃描合成輸出信號。
24.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路是可編程的，以便于執(zhí)行對頻率掃描合成輸出信號的頻域信號的編程。
25.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路是可編程的，以便于執(zhí)行對頻率掃描合成輸出信號的時域信號的編程。
26.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路是可編程的，以便于選擇所述數(shù)字頻率合成器要工作的工作模式。
27.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)字頻率合成器適于以正弦波的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
28.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)字頻率合成器適于以任意信號的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
29.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的數(shù)字頻率合成器，其特征在于，所述數(shù)字頻率合成器適于以邏輯信號的形式產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
30.一種用于產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的方法，所述方法包括在單芯片上實現(xiàn)數(shù)字頻率合成器，其中所述數(shù)字頻率合成器包括片上直接數(shù)字頻率合成器，用于響應(yīng)于向其提供的頻率控制數(shù)字字，產(chǎn)生頻率的合成輸出信號，片上數(shù)據(jù)存儲電路，用于存儲在頻域和時域中定義頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的數(shù)據(jù)，控制端，用于接收外部產(chǎn)生的控制信號，片上數(shù)據(jù)處理電路，用于根據(jù)存儲在所述數(shù)據(jù)存儲電路中的頻域數(shù)據(jù)確定頻率控制數(shù)字字的各值以及將頻率控制數(shù)字字的值提供給直接數(shù)字合成器以產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號的順序，其中所述數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)存儲在所述數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)、被提供給控制端的控制信號、以及被提供給控制端的控制信號與存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)的組合中的一個，以確定向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值的速率，和運行所述數(shù)據(jù)處理電路，以根據(jù)存儲在所述數(shù)據(jù)存儲電路中的頻域數(shù)據(jù)來確定頻率控制數(shù)字字的各值以及將頻率控制數(shù)字字的值提供給所述直接數(shù)字合成器以生成合成輸出信號的順序，運行所述數(shù)據(jù)處理電路，以根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)、被提供給控制端的控制信號、和被提供給控制端的控制信號與存儲在數(shù)據(jù)存儲電路中的定義頻率掃描的時域的數(shù)據(jù)的組合之一，確定向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值的速率，和運行所述數(shù)據(jù)處理電路，以所述順序及所確定的速率向直接數(shù)字合成器提供頻率控制數(shù)字字的值，從而產(chǎn)生頻率掃描合成輸出信號。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的起始頻率和終止頻率之一的數(shù)據(jù)的形式存儲所述頻域數(shù)據(jù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的連續(xù)頻率階之間頻率變化的頻率增量和頻率減量之一的數(shù)據(jù)的形式存儲所述頻域數(shù)據(jù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求30至32中任一項的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的頻率階數(shù)量的數(shù)據(jù)的形式存儲所述頻域數(shù)據(jù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求30至33中任一項的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率階的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)的形式存儲所述時域數(shù)據(jù)。
35.根據(jù)權(quán)利要求30至34中任一項的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲電路適于以表示頻率掃描合成輸出信號的頻率掃描的每個頻率猝發(fā)的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)的形式存儲所述時域信號。
全文摘要
一種用于合成可選擇頻率掃描的頻率掃描合成輸出信號的單芯片數(shù)字頻率合成器(1)包括直接數(shù)字合成器(5)，直接數(shù)字合成器(5)響應(yīng)于片上數(shù)據(jù)處理電路(25)提供給直接數(shù)字合成器(5)的頻率控制輸入(8)的頻率控制數(shù)字字的值而在輸出端(7)上生成頻率掃描合成輸出信號。片上可編程數(shù)據(jù)存儲電路(12)是可編程的，以存儲表示數(shù)字頻率合成器(1)要工作的工作模式的數(shù)據(jù)，并存儲表示要產(chǎn)生的頻率掃描合成輸出信號的可選頻率和時域的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理電路(25)從數(shù)據(jù)存儲電路(12)讀取數(shù)字頻率合成器(1)的工作模式和數(shù)字頻率合成器(1)要生成的頻率掃描合成輸出信號的頻域數(shù)據(jù)，并且在適當(dāng)?shù)那闆r下還讀取頻域數(shù)據(jù)，并計算頻率控制數(shù)字字的值和向直接數(shù)字合成器(5)提供頻率控制數(shù)字字的值的順序。根據(jù)工作模式，響應(yīng)于被提供給控制端(20)的邏輯控制信號，或者作為施加于系統(tǒng)時鐘端(10)上的系統(tǒng)時鐘信號的時鐘周期數(shù)或頻率掃描合成輸出信號的周期數(shù)的函數(shù)，數(shù)據(jù)處理電路(25)確定向直接數(shù)字合成器(5)提供頻率控制數(shù)字字的值的速率。頻率掃描合成輸出信號也可以以頻率猝發(fā)的形式被生成。
文檔編號G06F1/03GK101073046SQ200580042182
公開日2007年11月14日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者漢斯·J·圖喬勒斯基 申請人:阿納洛格裝置公司