AG真人2026世界杯中国官网 FPGA中NCO相位截断导致的杂散若何扼制?

在FPGA中终了NCO（数控颠簸器）时，相位截断是导致输出频谱产生杂散（Spur）的主要原因之一。相位截断是指为了减少波形查找表（ROM）的存储深度，只使用相位累加器输出的高位手脚ROM地址，而丢弃低位。这还是由引入了周期性的相位舛误，在频域发扬为非谐波关联的杂散频率重量，平直影响系统的无杂散动态规模（SFDR）4。

1. 相位截断杂散的成因分析相位累加器的输出是一个位宽为 N（举例32位）的线性递加序列。梦想的NCO会使用完竣的 N 位相位值来寻址一个深度为 2^N 的ROM，但这在物理上无法终了。本色缱绻中，咱们只取高 M 位（如12位）手脚ROM地址，丢弃低 N-M 位（如20位）。这种量化舛误是周期性的，其周期与频率驱散字（FCW）和截断位宽联系3。 杂散能量与周期性的数学关系：设相位累加器位宽 N， 截取的高位地址位宽 M， 则相位截断舛误 e(n) 是一个在 [0， 2^(N-M)-1] 区间内周期性变化的序列。该舛误序列会调制ROM输出的正弦波幅度，在输出频谱中产生以 f_out 为中心，终止为 f_spur = (GCD(FCW， 2^(N-M)) * f_clk) / 2^N 的杂散谱线，AG真人2026世界杯中国官网其中GCD默示最大左券数4。

2. 中枢扼制时期扼制相位截断杂散的中枢想路是龙套其周期性，将聚会的杂散能量“打散”为分歧更均匀的配景噪声，从而提升SFDR。主要时期包括相位抖动注入和ROM压缩优化。

2.1 相位抖动注入（DITHERING）这是最灵验且平庸应用的标准。其旨趣是在进行相位截断前，将一个非关联的立时序列（抖动）加到相位累加器的低位上，从而将截断舛误的详情趣周期性滚动为立时性，使杂散能量扩散为底噪3， 6。 终了标准对比：抖动类型旨趣优点时弊适用场景加性抖动（在截断前添加） 将伪立时数发生器的输出加到相位累加器的低

L

位上，然后进行截断。

终了粗浅，能灵验龙套周期性。

会引入出奇的宽带噪声，微弱劣化信噪比（SNR）。

对SFDR条件严苛，可收受一定SNR亏蚀的应用。 乘性抖动（在ROM输出后添加） 在ROM输出的幅度数据上重迭一个眇小的立时扰动。

对输出频谱款式影响更可控。

对扼制由相位截断引起的杂散效力不如加性抖动平直。

适用于同期存在多种舛误源（如幅度量化舛误）需要扼制的场景。 Verilog终了示例：加性相位抖动 verilog

module phase_acc_with_dither #(

parameter PHASE_WIDTH = 32，

parameter TRUNC_WIDTH = 20， // 被截断的低位宽度 (N-M)

parameter DITHER_WIDTH = 4 // 抖动位宽，频繁为2-4位

)(

input wire clk，

input wire rst_n，

input wire [PHASE_WIDTH-1:0] fcw_i，

output wire [PHASE_WIDTH-TRUNC_WIDTH-1:0] phase_truncated_o // 截断后的高位地址

);

reg [PHASE_WIDTH-1:0] phase_acc;

wire [TRUNC_WIDTH-1:0] phase_low_bits;

wire [DITHER_WIDTH-1:0] dither_seq;

reg [PHASE_WIDTH+DITHER_WIDTH-1:0] phase_with_dither;

// 1. 线性响应移位寄存器（LFSR）生成伪立时抖动序列[ref_6]

lfsr #(.WIDTH(DITHER_WIDTH)) u_lfsr (

.clk(clk)，

.rst_n(rst_n)，

.rand_out(dither_seq)

);

// 2. 相位累加

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin

if (!rst_n)

verilog

// Verilog示例：基于1/4周期ROM的正弦波生成（无抖动）

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module sine_gen_quarter_rom #(

parameter ADDR_WIDTH = 10， // 对应1/4周期ROM的地址宽度，总深度为2^ADDR_WIDTH

parameter DATA_WIDTH = 16

)(

input wire clk，

input wire [ADDR_WIDTH+1:0] phase_msb， // 输入为完竣的相位高位（包含象限信息）

output reg signed [DATA_WIDTH-1:0] sine_out

);

// 1/4周期正弦波ROM， 深度为 2^ADDR_WIDTH

reg [DATA_WIDTH-1:0] quarter_sine_rom [0:(1[π，2π)

wire quadrant_lsb = phase_msb[ADDR_WIDTH]; // 次高位：0->[0，π/2)U[π，3π/2)， 1->[π/2，π)U[3π/2，2π)

// 地址映射逻辑：将0-2π的相位映射到0-π/2的地址

assign rom_addr = (quadrant_lsb == 1'b0) ?

phase_msb[ADDR_WIDTH-1:0] :

~phase_msb[ADDR_WIDTH-1:0]; // 欺诈对称性，第二半区间取反

always @(posedge clk) beginAG真人2026世界杯中国官网