如何制作数字振荡器？

摘要： 数字振荡器是一种利用数字技术产生正弦波或余弦波的装置，在软件无线电、直接数字频率合成（DDS）、快速傅里叶变换（FFT）等领域有着广泛应用，以下是关于数字振荡器的制作方法介绍：1、...

数字振荡器是一种利用数字技术产生正弦波或余弦波的装置，在软件无线电、直接数字频率合成（DDS）、快速傅里叶变换（FFT）等领域有着广泛应用，以下是关于数字振荡器的制作方法介绍：

1、基于查表法的数字振荡器

原理：事先根据各个正余弦波相位计算好相位的正余弦值，并按相位角度作为地址存储该相位的正余弦值，构成一个幅度/相位转换电路（即波形存储器），系统时钟的控制下，由相位累加器对该输入频率字不断累加，得到相应的以该频率字为步进的数字，通过相位相加模块进行初始相位偏移，得到要输出的当前相位，再将该值作为取样地址值送入幅度/相位转换电路，查表获得正余弦样本信号。

实现步骤

数据准备：根据所需的正弦波频率范围和精度，计算出相应相位的正弦值，并存储在一个查找表中，若需要产生一个频率为1kHz的正弦波，可以计算出0到360度范围内每隔一定角度（如0.1度）的正弦值，并将这些值存储在一个数组中。

相位累加：设置一个相位累加器，每经过一个时钟周期，就对输入的频率控制字进行累加，频率控制字决定了输出正弦波的频率，其值越大，输出频率越高，如果时钟频率为1MHz，频率控制字为1000，那么每1000个时钟周期相位累加器会溢出一次，对应的输出正弦波频率为1kHz。

相位寻址与输出：将相位累加器的输出作为查找表的地址，从查找表中取出相应的正弦值作为输出，可以通过相位控制字寄存器设置初始相位，与相位累加器的输出相加后得到当前的相位值，再进行寻址操作。

2、基于算法的数字振荡器

原理：利用特定的数学算法来计算正弦和余弦函数的值，从而产生正弦波和余弦波，常见的算法包括CORDIC算法等。

实现步骤

算法选择与设计：选择合适的算法，如CORDIC算法，该算法通过一系列的旋转和向量运算来逼近目标角度，从而计算出正弦和余弦值，需要根据具体的应用需求和性能要求对算法进行优化和设计。

迭代计算：在系统时钟的控制下，按照算法的迭代公式进行计算，每次迭代都会使结果更接近最终的正弦和余弦值，在CORDIC算法中，通过多次旋转和向量加法操作，逐步逼近目标角度的正弦和余弦值。

输出结果：将计算得到的正弦和余弦值作为输出，即可得到数字振荡器的输出信号。

以下是两个相关问题及答案：

1、数字振荡器中的相位累加器有什么作用？

数字振荡器中的相位累加器用于对输入的频率控制字进行累加，生成以该频率字为步进的数字，它的作用是根据输入的频率控制字和系统时钟，确定每个时钟周期的相位增量，从而控制输出正弦波或余弦波的频率，相位累加器的输出作为查找表的地址或算法的输入，以获取相应的正弦值或进行后续的计算。

2、如何提高数字振荡器的频率分辨率？

要提高数字振荡器的频率分辨率，可以采取以下措施：一是增加查找表的大小和精度，即使用更多的存储单元来存储更精确的正弦值，这样可以使输出波形更加准确；二是采用更高精度的算法，如增加CORDIC算法的迭代次数等，以提高计算结果的精度；三是降低系统时钟的频率，使得在相同的频率控制字下，相位累加器的增量变小，从而提高频率分辨率。