CN111133399A - 使用直接数字合成的相位连续信号生成 - Google Patents

Abstract

一方面包括直接数字合成***，其包括具有波形存储器的波形发生器，所述波形存储器可操作以存储多个波形矢量并且输出选择的波形矢量。所述直接数字合成***还包括数模转换器，所述数模转换器可操作用于响应于参考时钟将所述选择的波形矢量从数字值转换为模拟信号。所述直接数字合成***还包括控制器，所述控制器可操作以在所述模拟信号的输出被中断和恢复时保持所述模拟信号的相位连续性。

Description

使用直接数字合成的相位连续信号生成

背景技术

本发明一般涉及任意波形发生器，更具体地，涉及直接数字合成***。

在各种应用中，产生相位相干模拟信号并提供接通和断开这些信号的方式是有用的。数字合成信号通常受到许多因素的限制。当信号被数字合成时，处理***可能限制直接产生高频(例如，超过2GHz)以及由于处理***异常、中断、处理负载的可变性等而一致地维持期望波形的定时的能力。一种产生较高频率相位相干信号的方法包括使用标准射频发生器(RF)和RF开关，然而，RF开关可能难以精确控制，可能消耗大量功率，并且增加热负载。

发明内容

本发明的实施例涉及直接数字合成***。直接数字合成***的非限制性示例包括具有波形存储器的波形发生器，该波形存储器可操作用于存储多个波形矢量并输出所选择的波形失量。直接数字合成***还包括数模转换器，其可操作用于响应于参考时钟将所选择的波形矢量从数字值转换为模拟信号。直接数字合成***还包括控制器，其可操作以在模拟信号的输出被中断和恢复时保持模拟信号的相位连续性。

本发明的实施例涉及一种直接数字合成的方法。该方法的非限制性示例包括从波形发生器输出选择的波形矢量，该波形发生器包括可操作以存储多个波形矢量的波形存储器。响应于参考时钟，使用数模转换器将所选择的波形矢量从数字值转换为模拟信号。当模拟信号的输出被中断和恢复时，保持模拟信号的相位连续性。

本发明的实施例涉及一种计算机程序产品。计算机程序产品的非限制性示例包括具有其上包含有程序指令的计算机可读存储介质。程序指令可由处理电路执行以使处理电路控制波形发生器输出所选择的波形矢量。波形发生器包括用于存储多个波形矢量的波形存储器。控制数模转换器以响应于参考时钟将所选波形矢量从数字值转换成模拟信号。当模拟信号的输出被中断和恢复时，保持模拟信号的相位连续性。

通过本发明的技术实现了额外的技术特征和益处。本发明的实施例和方面在本文中详细描述，并且被认为是所要求保护的主题的一部分。为了更好地理解，参考详细描述和附图。

附图说明

在说明书的结尾处的权利要求中特别指出并清楚地要求了本文描述的专有权的细节。从下面结合附图的详细描述中，本发明的实施例的前述和其它特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示出了根据一个或多个实施例的直接数字合成***的示意图；

图2示出了根据一个或多个实施例的波形图；

图3示出了根据一个或多个实施例的波形发生器的示意图；

图4示出了根据一个或多个实施例的一组波形发生器的示意图；

图5示出了根据一个或多个实施例的一组波形发生器的示意图；

图6示出了根据一个或多个实施例的确定最接近频率的过程；以及

图7示出了根据本发明实施例的直接数字合成方法的流程图。

这里示出的附图是说明性的。在不脱离本发明的精神的情况下，可以对其中描述的附图或操作进行许多变化。例如，可以以不同的顺序执行动作，或者可以添加、删除或修改动作。此外，术语“耦合”及其变型描述了在两个元件之间具有通信路径，并且不暗示元件之间没有中间元件/连接的直接连接。所有这些变化都被认为是说明书的一部分。

在附图和以下对所述实施例的详细描述中，附图中所示的各种元件具有两个或三个数字参考标记。除了次要的例外，每个参考标记的最左边的数字对应于其中首先示出其元件的图。

具体实施方式

在此参考相关附图描述本发明的各种实施例。在不偏离本发明的范围的情况下，可以设计本发明的替代实施例。在以下描述和附图中，在元件之间阐述了各种连接和位置关系(例如，上方、下方、相邻等)。除非另有说明，这些连接和/或位置关系可以是直接的或间接的，并且本发明并不旨在在这方面进行限制。因此，实体的耦接可以指直接或间接耦接，并且实体之间的位置关系可以是直接或间接位置关系。此外，本文所述的各种任务和过程步骤可并入具有本文未详细描述的额外步骤或功能性的更综合程序或过程中。

以下定义和缩写用于解释权利要求和说明书。如本文所用，术语“包含(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“包含(contains)”、“包含(containing)”或其任何其它变型旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列要素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置固有的其他要素。

另外，术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。在此描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其它实施例或设计更优选或有利。术语“至少一个”和“一个或多个”可以理解为包括大于或等于一的任何整数，即一、二、三、四等。术语“多个”可以理解为包括大于或等于二的任何整数，即二、三、四、五等。术语“连接”可以包括间接“连接”和直接“连接”两者。

术语“约”、“基本上”、“大约”及其变型旨在包括与基于提交本申请时可用的设备的特定量的测量相关联的误差度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或2％的范围。

为了简洁起见，与制造和使用本发明的方面相关的常规技术可以或可以不在本文中详细描述。特别地，用于实现本文描述的各种技术特征的计算***和特定计算机程序的各个方面是公知的。因此，为了简洁起见，许多常规实现细节在本文中仅简要提及或完全省略，而不提供众所周知的***和/或过程细节。

现在转到与本发明的方面更具体相关的技术的概述，直接数字合成是任意波形生成的形式，其实现存储器单元以将波形采样数据馈送到高速数模转换器。数模转换器的模拟输出可以包括任意形状和频率的一个或多个波形。当模拟输出被中断时，例如，在两个或更多个波形之间切换时，恢复先前输出波形的输出并且确保相位关于波形相对于没有中断的相位将在哪里保持连续是有挑战性的。在相敏***中，相位不连续可能具有不利影响。

现在转到本发明的各方面的概述，本发明的一个或多个实施例通过用于相位连续信号生成的直接数字合成来解决现有技术的上述缺点。在实施例中，波形发生器存储多个波形矢量并以数字形式输出选择的波形矢量。数模转换器响应于参考时钟将所选择的波形矢量从数字值转换为模拟信号。当模拟信号的输出被中断和恢复时，控制器可以保持模拟信号的相位连续性。作为附加的技术益处，可以支持宽范围的频率，同时提供模拟信号相位连续性。此外，可以组合多个波形，同时保持相位连续性。

更具体地说，本发明的上述方面通过基于期望频率、参考时钟频率和多个波形矢量来确定能够实现相位连续性的最接近频率以存储一个或多个波形的数字化版本，从而解决了现有技术的缺点。一个或多个模数计数器可以被配置为运行和重置/回绕以重复地步进通过波形矢量。当不需要输出产生的模拟信号时，模数计数器可以继续运行，使得相位位置被跟踪，同时模拟输出被禁用或不被利用。当模拟输出要被恢复时，一个或多个模数计数器的当前值可被用于选择维持与相同波形的最后输出的相位连续性的适当波形矢量。

现在转到本发明的各方面的更详细描述，图1示出了根据本发明的实施例的直接数字合成***100的示意图。直接数字合成***100包括波形发生器102，其具有可操作以输出地址106的存储器地址生成器104。波形发生器102还包括波形存储器108，其可操作以存储多个波形矢量并输出选择的波形矢量110。直接数字合成***100还包括至少一个数模转换器112，其可操作用于响应于参考时钟114将所选择波形矢量110从数字值转换为模拟信号115。控制器116可操作以在模拟信号115的输出被中断和恢复时维持模拟信号115的相位连续性。模拟信号115的输出可能由于开/关切换和/或多个波形之间的切换而中断。模拟信号115可以被提供给被配置为响应于模拟信号115的相位根据至少一个模式进行操作的待测设备150。例如，待测设备150可以是通信装置、存储装置、计算装置、致动器、传感器和/或其他相敏设备。

控制器116可以接收期望的频率值，并且基于波形存储器108的存储容量、波形的期望频率和参考时钟114的时钟频率来确定用于对波形矢量中的波形进行编码的最接近频率。控制器116可以选择最接近频率来消除波形存储器108中的最后波形矢量和第一波形矢量之间的相位不连续性。在此参考图6进一步提供了用于确定最接近频率的过程的示例。控制器116可以确定在最接近频率处的对应幅度值118并且将幅度值118编码到波形存储器108中。例如，表示波形的数字化版本的波形矢量可基于如由参考时钟114驱动的采样率、期望分辨率和频率而被创建为振幅(例如，电压)值118。波形存储器108可以保存多个波形的波形矢量，这些波形可以被保存在单独的存储单元中或者被组合。当期望输出特定波形时，控制器116可以使用存储器地址生成器104基于识别所选波形120来选择波形存储器108中的地址106以作为所选波形矢量110输出。例如，在存储器地址生成器104中可以存在可由控制器116配置的多个计数器，并且所选择的波形120标识使用哪个计数器来生成地址106以从波形存储器108选择对应的波形矢量。

直接数字合成***100还可包括信号误差检测器122，其可操作以将模拟信号115与在最接近频率下操作的本机振荡器输出124混频以确定模拟信号115的相位误差126。本地振荡器128产生本地振荡器输出124作为以最接近频率操作的时钟信号。本地振荡器128可以从控制器116接收最接近频率值130，并且从振荡器132接收参考时钟114。参考时钟114也可以提供给存储器地址发生器104、波形存储器108和数模转换器112。本地振荡器128可以使用锁相环或其它装置来将参考时钟114的时钟频率重新调整到最接近频率值130，以产生本地振荡器输出124。当本地振荡器输出124与模拟信号115混频时，相位误差126可以表现为相位跳变。如果相位误差126高于误差阈值，则控制器116可以重新评估最接近频率值130，并且确定是否可以进行调整，诸如改变所使用的波形矢量的数量并且重新计算幅度值118。

尽管单独地示出，但是直接数字合成***100的元件可以组合或进一步细分。控制器116可以使用一个或多个处理电路来实现，例如处理器、微控制器、数字信号处理器、图形处理单元、专用集成电路、可编程门阵列或本领域已知的其它设备。控制器116向直接数字合成***100的各种硬件元件提供控制信号。控制器116可以包括图1中未示出的附加接口，例如通信总线、输入/输出接口、电源控制等。

为了更好地示出波形段中断的相位效应，图2示出了波形图200。波形202可以在时间204处中断，并且在时间206处恢复。波形段208描述了如果波形202没有被中断/禁用，则它将在哪里。通过跟踪在时间204和时间206之间发生的情况，当波形202被恢复(再次输出)时，在时间206之后的时间上向前继续的波形片段210中维持相位连续性。相反，如果在时间204处波形202被中断，则波形202在时间206处被简单地重新启用(如同时间204和206之间的时间间隙没有出现)，则产生的向前的波形段212将具有相对于波形段210的相移214。如果图1的待测设备150是相位敏感的，则相移214可能产生不期望的结果。因此，实施例可以在波形202的输出中断期间继续跟踪波形202的预期相位位置，使得当波形202的输出恢复时在波形片段210中维持相位连续性。

图3示出了根据一个或多个实施例的波形发生器300的示意图，作为图1的波形发生器102的示例。图3示出作为图1的存储器地址产生器104的实施例的存储器地址产生器302的实例。波形存储器304是图1的波形存储器108的示例，并且可操作用于输出所选择的波形矢量306作为电压值，以便由图1的数模转换器112转换为图1的待测设备150的模拟信号115。存储器地址生成器302可以包括至少一个模数计数器308，其可操作用于基于期望波形的周期性来计数和复位。基于至少一个模数计数器308的值310从波形存储器304选择所选波形矢量306。例如，模数计数器308可以在零值和m-1之间计数，然后回绕到零，其中“m”的值可以是变量，其被配置为匹配波形存储器304中使用的波形矢量312的数量以表示波形上的离散点。模数计数器308可以被初始化为期望值，并且可以在图1的参考时钟114的驱动下以规则的间隔递增(或递减)。值310可以被映射到计数器值314的等效位置，其中对应地址316和波形矢量318从多个波形矢量312中选择。例如，如果值310对应于波形存储器304中的第三条目，则所选择的波形矢量306可以是第三波形矢量318的电压值。因此，模数计数器308可以用于确定波形存储器304中的地址316，并且基于地址316从波形矢量312中识别所选择的波形矢量306。

尽管在图3中示出，波形存储器304不需要保存计数器值314和地址316的值的实际值；相反，计数器值314和/或地址316的值可以基于波形存储器304中的波形矢量312的基地址位置而被固有地编码。地址316的值可以被存储在例如波形矢量312在波形存储器304中不连续分布的地方。

图1的控制器116可以通过允许模数计数器308在模拟信号115的输出中断时继续计数来保持模拟信号115的相位连续性。通过阻止选定的波形矢量306到达数模转换器112、通过阻止模数计数器308的值310到达波形存储器304或通过其它方式，可以中断模拟信号115的输出。通过以最后波形矢量320和第一波形矢量322之间的相位连续性对波形矢量312进行编码，也保持了连续性，使得当模数计数器308从选择最后波形矢量320重置和转换到选择第一波形矢量322时，保持了相位连续性。

图4示出了根据一个或多个实施例的波形发生器402、422的组400的示意图。如图4的示例中所示出的，第一波形发生器402和第二波形发生器422可以被包括在图1的直接数字合成***100中。第一波形发生器402包括第一模数计数器404、第一基地址406和可操作以存储第一多个波形矢量409的第一波形存储器408。在图4的实例中，第一模数计数器404经配置为模数-m计数器，且第一波形存储器408经配置以存储m个波形矢量409。第一模数计数器404的当前值可以与第一基地址406求和410以确定地址412，从而选择波形矢量409中的一个作为第一选择波形矢量414。类似地，第二波形发生器422包含第二模数计数器424、第二基地址426和可操作以存储第二多个波形矢量429的第二波形存储器428。在图4的实例中，第二模数计数器424被配置为模数-n计数器，且第二波形存储器428被配置为存储n个波形矢量429。第二模数计数器424的当前值可以与第二基地址426求和430以确定地址432，从而选择波形矢量429中的一个作为第二选择波形矢量434。如图4的实例中可见，第二波形发生器422可配置以针对第二多个波形矢量429使用与第一波形存储器408的波形矢量409不同数目的矢量(例如，n个值相对于m个值)。

图1的控制器116可操作以控制多波形选择器440以基于波形选择值444在第一选择分波形矢量414与第二选择波形矢量434之间进行选择作为选择的波形矢量442提供到数字/模拟转换器112。当第一选定波形矢量414用作选定波形矢量442时，第二模数计数器424继续计数以维持编码在波形矢量429中的一个或多个波形的相位连续性。因此，当第二选定波形矢量434用作选定波形矢量442时，考虑从第二选定波形矢量434用作选定波形矢量442的最后时间起的时间间隙以确保第二选定波形矢量434中的相位跳跃不发生。类似地，当第二选定波形矢量434用作选定波形矢量442时，第一模数计数器404继续计数以维持编码在波形矢量409中的一或多个波形的相位连续性。

图5示出将图4的波形发生器402、422的组400的替代实施例作为波形求和配置500而不是波形切换配置。在图5的实例中，将从第一波形发生器402输出的第一选择波形矢量414提供到第一数模转换器516，其独立于接收从第二波形发生器422输出的第二选择波形矢量434的第二数模转换器536。来自第一数模转换器516的第一模拟信号518被提供给功率组合器540，并且来自第二数模转换器536的第二模拟信号538被提供给功率组合器540。功率组合器540执行第一模拟信号518和第二模拟信号538的模拟求和，以产生图1的待测设备150的组合模拟输出542。波形求和配置500实现模拟格式而非数字格式的更复杂信号求和。此外，波形存储器408、428可各自含有一个或多个重叠波形以支持数字波形求和及模拟波形求和两者。

图6示出了根据一个或多个实施例的确定最接近频率的过程600。在框602处，例如在图1的控制器116处接收期望频率作为输入。在方框604处，确定图1的参考时钟114的时钟频率。时钟频率可以被确定为已知或计算值的查找值，这取决于例如时钟频率是固定的还是可以被调整的。在框606处，余数值可例如由控制器116确定。时钟比可计算为期望频率除以参考时钟频率，并且余数可计算为时钟比与舍入到最接近整数的时钟比值之间的差。也考虑了确定余数值的其它方法。在块608，确定波形存储器108的多个波形矢量。波形矢量的数目可受波形存储器108中的大小或可用空间限制。在框610处，例如，可以通过控制器116确定最接近频率。作为一个示例，可以基于参考时钟114的时钟频率、余数值和波形矢量的数量来计算最接近的频率。例如，可以计算余数值乘以波形矢量的数目的整数舍入值，并且可以将最接近频率确定为参考时钟114的时钟频率乘以舍入整数值并且除以波形矢量的数目。在一些实施例中，可检查最接近频率计算的结果以确保结果是可实现的且根据需要进一步调整。例如，最接近频率可以高于或低于期望频率，并且可以执行替代计算以确定是否优选地选择高于或低于期望频率的频率作为最接近频率。作为示例，替代计算可以使用floor函数来总是强制向下取整，或者使用ceiling函数来总是强制向上取整。

尽管图6的过程600示出了用于确定最接近频率的示例，但是将理解，可以使用其他步骤和/或替代技术。例如，可以使用查找表或公式来将期望频率映射到对应的最接近频率。此外，可以执行检查以确定期望频率是否可以通过修改波形存储器108中的用于波形的向量的数目来提供相位连续性。另外，可以构造频率映射表，以在接收到期望频率的新值时添加最接近频率的新值。

图7示出了根据本发明实施例并参考图1-图7的直接数字合成方法的流程图700。最初，可以使用例如图6的过程600或替代方法来确定最接近频率。控制器116可操作以基于波形存储器108的存储容量、波形的所要频率和参考时钟114的时钟频率来确定用于在波形矢量中编码波形的最接近频率。选择最接近频率以消除波形存储器108中的最后波形矢量和第一波形矢量之间的相位不连续性。控制器116可以基于最接近频率在波形矢量中对波形进行编码。作为简单的例子，为了在波形存储器中编码256个波形矢量，控制器可以步进通过针对时间增量缩放的X的0至255个值，确定SIN(2*PI*X*最接近频率/基准时钟的时钟频率)的振幅值，并且重新缩放为电压电平。其它数学函数可以用于创建各种任意波形，包括波形矢量中的多个重叠(例如，求和)波形。

在方框702，从包括用于存储多个波形矢量的波形存储器108的波形发生器102输出选择的波形矢量110。可以基于存储器地址生成器104中的至少一个模数计数器308的值从波形存储器108中选择所选择的波形矢量110。至少一个模数计数器308可以例如由控制器116控制，以基于期望波形的周期性来计数和复位。模数计数器308可以是自由运行的计数器，其被编程为在达到期望计数时绕回。存储器地址生成器104可以基于至少一个模数计数器308来确定波形存储器108中的地址106。可以基于地址106从波形矢量中识别出所选择的波形矢量110。在方框704，响应于参考时钟114，使用数模转换器112将所选择的波形矢量110从数字值转换为模拟信号115。

在方框706处，当模拟信号115的输出被中断并恢复时，保持模拟信号115的相位连续性。例如，通过允许至少一个模数计数器308在模拟信号115的输出被中断的同时继续计数，可以维持模拟信号115的相位连续性。特定模拟信号115的输出的中断可以作为开/关转换或在多个模拟信号之间的切换而发生。模拟信号115可以被输出到被配置为响应于模拟信号115的相位根据至少一个模式进行操作的待测设备150。

为了确定相位误差126，信号误差检测器122可以将模拟信号115与在最接近频率下操作的本地振荡器输出124混频，并且基于混频的结果来确定模拟信号115的相位误差126。例如，相位误差126可以作为相位跳变出现在混频输出中。

在一些实施例中，可以在多个波形之间执行选择。举例来说，来自第二波形发生器422的第二选择波形矢量434可输出到多波形选择器440，其中控制器116可配置多波形选择器440以在将第一选择波形矢量414提供到数/模转换器112与将第二选择波形矢量434提供到数/模转换器112之间进行选择。第二波形发生器422可经配置以针对第二多个波形矢量429使用与第一波形存储器408的波形矢量409不同数目的向量。

作为另一示例，多个波形可以在时间上重叠，例如，通过用两个或更多个重叠的波形的幅度值的组合填充波形矢量。叠加波形可以包括多于一个周期的波形的最高频率波形。举例来说，如果第一波形包含M个波形矢量且第二波形包含N个波形矢量，那么所述组合可包含P个波形矢量，其中P大于M和N。作为示例，如果M是20并且N是30，则P的值可以是60，其中第一波形的三个周期与第二波形的两个周期重叠(例如，相加)。

在合并多个波形的另一实例中，可从第二波形产生器422输出第二选择波形矢量434，且可使用第二数模转换器536将第二选择波形矢量434从第二数字值转换为第二模拟信号538。功率组合器540可组合第一模拟信号518和第二模拟信号538以产生到待测设备150的组合模拟输出542。

在任何可能的技术细节结合层面，本发明可以是***、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路配置数据或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文描述的各实施例。

Claims (25)

1.一种直接数字合成***，包括：

波形发生器，其包括波形存储器，所述波形存储器可操作以存储多个波形矢量并输出选择的波形矢量；

数模转换器，其可操作以响应于参考时钟将所选择的波形矢量从数字值转换为模拟信号；以及

控制器，其可操作以在所述模拟信号的输出被中断和恢复时维持所述模拟信号的相位连续性。

2.如权利要求1所述的直接数字合成***，其中所述控制器可操作以基于所述波形存储器的存储容量、所述波形的期望频率和所述参考时钟的时钟频率来确定用于对所述波形矢量中的波形进行编码的最接近频率，其中所述最接近频率被选择以消除所述波形存储器中的最后波形矢量和第一波形矢量之间的相位不连续。

3.如权利要求2所述的直接数字合成***，还包括：

信号误差检测器，其可操作以将所述模拟信号与在所述最接近频率下操作的本机振荡器输出混频以确定所述模拟信号的相位误差。

4.如权利要求1所述的直接数字合成***，还包括：

至少一个模数计数器，其可操作以基于期望波形的周期性而计数和复位，其中所述选择的波形矢量是基于所述至少一个模数计数器的值而从所述波形存储器中选择。

5.如权利要求4所述的直接数字合成***，其中所述控制器通过在所述模拟信号的输出被中断的同时允许所述至少一个模数计数器继续计数来保持所述模拟信号的相位连续性。

6.如权利要求5所述的直接数字合成***，其中所述至少一个模数计数器用于确定所述波形存储器中的地址并基于所述地址从所述波形矢量中识别所述选择的波形。

7.如权利要求1所述的直接数字合成***，还包括：

第二波形发生器，其包括第二波形存储器，所述第二波形存储器可操作以存储第二多个波形矢量且输出第二选择的波形矢量，其中所述第二波形发生器可配置以针对所述第二多个波形矢量使用与所述波形存储器的所述波形矢量不同数目的矢量；以及

多波形选择器，其可操作以在将所述选择的波形矢量提供到所述数模转换器与将所述第二选择的波形矢量提供到所述数模转换器之间进行选择。

8.如权利要求1所述的直接数字合成***，其中所述波形矢量包括两个或更多个重叠的波形的幅度值的组合，并且包括所述两个或更多个波形的最高频率波形的多于一个周期。

9.如权利要求1所述的直接数字合成***，还包括：

第二波形发生器，其包括第二波形存储器，所述第二波形存储器可操作以存储第二多个波形矢量且输出第二选择的波形矢量；

第二数模转换器，其可操作以将所述第二选择的波形矢量从第二数字值转换为第二模拟信号；以及

功率组合器，其可操作以组合所述模拟信号和所述第二模拟信号，并产生到待测设备的组合模拟输出。

10.根据权利要求1所述的直接数字合成***，其中所述模拟信号被输出到被测设备，所述待测设备被配置为响应于所述模拟信号的相位根据至少一个模式进行操作。

11.一种用于直接数字合成的方法，所述方法包括：

从波形发生器输出选择的波形矢量，所述波形发生器包括可操作以存储多个波形矢量的波形存储器；

响应于参考时钟，使用数模转换器将所述选择的波形矢量从数字值转换为模拟信号；以及

当模拟信号的输出被中断和恢复时，保持所述模拟信号的相位连续性。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

基于所述波形存储器的存储容量、所述波形的期望频率和所述参考时钟的时钟频率，确定用于对所述波形矢量中的波形进行编码的最接近频率，其中选择所述最接近频率以消除所述波形存储器中的最后波形矢量和第一波形矢量之间的相位不连续；以及

基于所述最接近频率对所述波形矢量中所述波形进行编码。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

将所述模拟信号与在所述最接近频率下操作的本机振荡器输出混频；以及

基于所述混频的结果来确定所述模拟信号的相位误差。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

基于期望波形的周期性来控制至少一个模数计数器进行计数和重置，其中基于所述至少一个模数计数器的值从所述波形存储器选择所述选择的波形矢量。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

允许所述至少一个模数计数器继续计数，同时中断所述模拟信号的输出以保持所述模拟信号的相位连续性。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

基于所述至少一个模数计数器确定所述波形存储器中的地址；以及

基于所述地址从所述波形矢量中识别所述选择的波形矢量。

17.根据权利要求11所述的方法，还包括：

从第二波形发生器输出第二选择的波形矢量，其中所述第二波形发生器包括可操作以存储第二多个波形矢量的第二波形存储器，其中所述第二波形发生器可配置以针对所述第二多个波形矢量使用与所述波形存储器的所述波形矢量不同数目的矢量；以及

在将所述选择的波形矢量提供到所述数模转换器与将所述第二选择的波形矢量提供到所述数模转换器之间进行选择。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括：

用两个或更多个波形的振幅值的组合填充所述波形矢量，所述两个或更多个波形重叠并且包括所述两个或更多个波形中的最高频率波形的多于一个周期。

19.根据权利要求11所述的方法，还包括：

从第二波形发生器输出第二选择的波形矢量，所述第二波形发生器包括可操作以存储第二多个波形矢量的第二波形存储器；

使用第二数模转换器将所述第二选择的波形矢量从第二数字值转换为第二模拟信号；以及

在功率组合器处组合所述模拟信号和所述第二模拟信号以产生到待测设备的组合模拟输出。

20.根据权利要求11所述的方法，还包括：

响应于所述模拟信号的相位，将所述模拟信号输出到被配置为根据至少一个模式进行操作的待测设备。

21.一种计算机程序产品，包括其上包含有程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令可由处理电路执行以使所述处理电路执行：

控制波形发生器以输出选择的波形矢量，所述波形发生器包括可操作以存储多个波形矢量的波形存储器；

响应于参考时钟，控制数模转换器将所述选择的波形矢量从数字值转换为模拟信号；以及

当所述模拟信号的输出被中断和恢复时，保持所述模拟信号的相位连续性。

22.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中可由处理电路执行的所述程序指令还使所述处理电路执行：

基于所述波形存储器的存储容量、所述波形的期望频率和所述参考时钟的时钟频率，确定用于对所述波形矢量中的波形进行编码的最接近频率，其中选择所述最接近频率以消除所述波形存储器中的最后波形矢量和第一波形矢量之间的相位不连续；以及

基于所述最接近频率在所述波形矢量中编码所述波形。

23.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中可由处理电路执行的所述程序指令还使所述处理电路执行：

基于期望波形的周期性来控制至少一个模数计数器进行计数和重置，其中基于所述至少一个模数计数器的值从所述波形存储器选择所述选择的波形矢量。

24.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中可由处理电路执行的所述程序指令还使所述处理电路执行：

在所述模拟信号的输出被中断的同时控制所述至少一个模数计数器继续计数以保持所述模拟信号的相位连续性；

基于所述至少一个模数计数器确定所述波形存储器中的地址；以及

基于所述地址从所述波形矢量中识别所述选择的波形矢量。

25.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中可由处理电路执行的所述程序指令还使所述处理电路执行：

在两个或多个波形之间选择性地组合或切换，以向待测设备提供模拟输出。

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