SDM 加Dither求教

analogtracking · 发表于 2014-8-16 10:29:16

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在一个Mash 1-1-1结构上加dither，在低三bit加，好像没有看出spur的减小，蓝色为未加dither，红色为加dither，不知道哪里不对，求指教。

analogtracking · 发表于 2014-8-16 10:30:29

回复 1# analogtracking

analogtracking · 发表于 2014-8-16 10:34:54

回复 2# analogtracking 直接将代码贴上来了，请多指教

clear
fs=26e6;  % sample clock
NumberSamples=2^12;
BusSize=28; %bits
Fraction=0.61; % usable 0 to 1
FractionInternal=2^BusSize*Fraction;
AccumulatorBits=28 ; %bits
AccumulatorSize=2^AccumulatorBits;
% adither=2^3/(2^AccumulatorBits);
% dither_array=FractionInternal*adither*randn(1,NumberSamples);
dither_array=zeros(1,NumberSamples);

C1(1:NumberSamples)=0;%Carry out of the first accumulator
C2(1:NumberSamples)=0;%Carry out of the 2nd accumulator
C3(1:NumberSamples)=0;%Carry out of the 3rd accumulator
U1(1:NumberSamples)=0;%output of the 1st accum
U2(1:NumberSamples)=0;%output of the 2nd accum
U3(1:NumberSamples)=0;%output of the 3rd accum

for index=2:NumberSamples
U1(index)=FractionInternal+dither_array(index)+U1(index-1);  % adder model
U2(index)=U1(index-1)+U2(index-1);
U3(index)=U2(index-1)+U3(index-1);
if U1(index)>AccumulatorSize
      C1(index)=1;
      U1(index)=U1(index)-AccumulatorSize;
end
if U2(index)>AccumulatorSize
      C2(index)=1;
      U2(index)=U2(index)-AccumulatorSize;
end
if U3(index)>AccumulatorSize
      C3(index)=1;
      U3(index)=U3(index)-AccumulatorSize;
end
Y1(index)=C2(index)+C3(index)-C3(index-1);% feedback from the 2nd & 3rd stage
Yout(index)=C1(index)+Y1(index)-Y1(index-1);% output to the divider

end
MeanFrac=mean(Yout);
fprintf('\nMeanFracMASH= %1.4f\n',MeanFrac);
x_legend=fs/NumberSamples*linspace(0,NumberSamples-1,NumberSamples);
Yout_sp=20*log10(abs(fft(Yout)));
% plot(20*log10(abs(fft(Yout))));
semilogx(x_legend(1:NumberSamples/2),Yout_sp(1:NumberSamples/2),'b');

fuyibin · 发表于 2014-8-16 21:36:19

在一个Mash 1-1-1结构上加dither，在低三bit加，好像没有看出spur的减小，蓝色为未加dither，红色为加dithe ...
analogtracking 发表于 2014-8-16 10:29

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呵呵，你把你的输入写成0.5，不加dither试试咯！

analogtracking · 发表于 2014-8-18 11:12:11

回复 4# fuyibin

非常感谢fuyibin的指教，之前也考虑在特殊情况下看看，可惜没搞清楚fractional spur在哪？

上图是输入0.5时，红色为在LSB上加dither，蓝色为在MSB上加dither
从这个图可以看出来如果在MSB上加dither的话fractional spur确实被打散了，通过时域看就更明显了，但是对应的是噪底抬升，这也是合理的。

上图是输入0.6时分别在MSB和LSB上加dither的结果
但是发现在MSB上并不能完全消掉fractional spur。
所以我的问题是：
1. 在LSB上加dither只能减小fractional spur，我们一般是在低LSB上加是否够用呢，比如在fractional pll里？
2. 0.6输入下MSB也不能完全消除，是否意味着对于任意输入而言，spur不能完全消除，只能减小，（0.5较为特殊）？还是说输入信号随机性不够亦或数据点数不足所致？
还请多多指教

fuyibin · 发表于 2014-8-18 13:48:11

回复 fuyibin

非常感谢fuyibin的指教，之前也考虑在特殊情况下看看，可惜没搞清楚fractional spur在哪 ...
analogtracking 发表于 2014-8-18 11:12

登录/注册后可看大图

看不到你发的图片，不过也可以猜到是什么
其实加dither是为了打断某些输入pattern在DSM 里的循环
由于对于数字设计是2进制的运算，在0.5，0.25,0.75,0.125,0.375,0.625等等输入上
二进制运算是由固定循环的，就是输出分频系数周期性的循环，0.5循环最短，可能每4个就循环一次0
会有很多这样输入值会让输出循环
如果输出pattern是循环的，那么就说明能量集中在某几个频点，就是spur
dither加入就是为了打断这些循环，其实只要加在最低位1bit就可以了，比如20bit的最低位
这一位的dither会累积在DSM的积分器，影响整数位的进位