数控振荡器NCO使用verilog实现时NCO初始值和上限值设定时的注意事项 寄存器, 振荡器, 数控, 程序

pengpengpang

设驱动时钟频率为Fc，相位增量为M，寄存器计数值上限为uplimit，输出频率为Fo，则Fo=Fc*M/uplimit；在进行verilog编程时，以下UP=uplimitalways@(posedge Fc)if(nco >= UP) begin  nco <=  nco - UP;   pulse <= 1;endelse begin  pulse <= 0;  nco <=  nco + M;endend经仿真可以发现，这个pulse的频率并不是Fo=Fc*M/UP，而是Fc*M/(UP+M)这是为什么呢？我们用一个简单的例子进行一下做一个假设，以便清楚的说明问题：设Fc=16MHz，M=2，uplimit=8，则输出Fo=16*2/8=4MHz但按以上程序实现时，nco初始值为UP，则判断 if(nco >= UP) 成立，执行nco <= nco - UP; 后nco变为0 ，以下列出了8个时钟的nco值：第n个时钟   1    2    3    4    5    6    7    8……nco的值       0    2    4    6    8    0    2    4…… 由此可见，nco的值是0-2-4-6-8-0-2-4-6-8……周期为5个值的循环，而我们期待的是4个值的循环，问题出现在nco的循环初值和终值的选取上，初值和终值的选取应保证nco的循环周期是4个值即可……因此可以将UP设为uplimit-M，或者将初值设为 nco <= nco - UP+M就可以了……也许会有朋友问为什么nco到达上限后不将其设为0(或者M)，而是设为nco-UP(或者nco-UP+M)，这是因为并不是每一个我们需要产生的Fo的频率都是Fc的整数分之一，当Fo不是Fc的整数分之一时，如果到上限后清零nco的话会产生一个固定的频率偏差，而如程序中所设则可以使用pulse的输出频率从平均的意义上来讲是所需的Fo，例如：当up=7时，所产生的频率为Fo=16*2/7=32*7=4.57按程序中所设（此处将UP按上所阐述设为limit-M=5）：第n个时钟 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11  12……nco的值      0 2 4 6 1 3 5 0  2  4  6  1……即一次是0-2-4-6的四值循环，一次是1-3-5的三值循环，四值循环的输出频率为Fo=Fc/4=4MHz 和Fo=Fc/3=16/3=5.33，平均频率为Fo=Fc/(3+4)/2=4.57……注意：这里计算平均频率不能简单的将两个输出频率相加除2……但是，若if(nco >= UP) 成立后直接将nco置0，则nco的循环将一直是0-2-4-6的四值循环，输出频率也将一直是4Mhz，并非是需要的4.57Mhz了……来源：彬彬有礼的专栏