数控制振荡器(NCO, Numerically Controlled Oscillator)原理

文章目录前言一、基本原理二、NCO设计实现总结前言数控振荡器(NCO, Numerically Controlled Oscillator)的作用是为本地产生一个期望的频率信号或频率值。广泛应用于通信系统的时钟恢复、载波频率生成、调制解调等。一、基本原理众所周知理想的余弦波信号可以表示成上式说明信号在振幅A和初相确定后其频率f由相位唯一确定即NCO就是利用相位与时间 t 成线性关系的原理来进行频率合成的。在时间tΔt 间隔内正弦信号的相位增量与正弦信号的频率可构成一一对应关系或者为一个时间间隔Δt的相位增量。假设Δt为一个采用周期则采样周期可以写为其中为输入NCO的频率。对于时钟恢复系统来说为本地时钟频率。由上可知如果可以控制就可以控制不同的频率输出。令, 其中为NCO的输入即频率控制字 。 则有所以改变不同的频率控制字就可以得到不同的输出频率。当1时NCO输出频率最低有即频率分辨率。N的大小决定了输出频率的分辨率。根据Nyquist准则允许输出的频率最高为。二、NCO设计实现频率的最终体现为相位或者幅度。对于时钟恢复系统需要输出相位对于上下变频需要输出幅度。参考时钟控制着当前时刻的相位增量增量粒度为, 增量值为。即每来一个时钟相位就增加当前n时刻的最终输出相位就是历史累计相位 当前增量相位 初始相位。总结NCO可以看作是对相位的采样采样周期为本地时钟频率。频率控制字控制着被采样相位的频率。因此频率控制字控制的相位的频率不能超过本地时钟频率的1/2即不能违背奈奎斯特采样定律。当NCO应用于时钟恢复时输出频率可以理解为本地时钟频率与输入信号时钟频率的差值。当NCO应用于上变频时输出频率就是载波频率。注以上均为个人理解有不对之处可以互相讨论纠正。