第１３卷第２期 ２０１０年５月 扬州大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．２ Ｍａｖ ２Ｏ１０ 基于ＣＯＲＤＩＣ算法的改进ＮＣＯ 实现技术及其性能分析 陈万培 ，黄 鹦，邵 宁，汪 琼 （扬州大学信息工程学院，江苏扬州２２５００９） 摘 要：介绍一种基于协调旋转数字计算机（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ＣＯＲＤＩＣ）算法的改进 数字控制振荡器（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＮＣＯ）的实现方法．应用ＣＯＲＤＩＣ算法替代传统正弦函数 Ｒ０Ｍ查找表，可以显著减少存储量，有效提高资源利用率．分析了改进ＮＣ０方法的具体设计参数对误差 性能的影响，并进行ＭＡＴＬＡＢ仿真、现场可编程门阵列（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ，ＦＰＧＡ）实现，得 到综合后的仿真波形，结果产生高精度的输出信号，达到预定的设计要求． 关键词：协调旋转数字计算机算法；数字控制振荡器；ＭＡＴＬＡＢ仿真；现场可编程门阵列 中图分类号：ＴＮ ９２９．５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—８２４Ｘ（２０１０）０２—００５２一Ｏ５ 数字控制振荡器（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＮＣＯ）既是软件无线电上、下变频器的必要组 成部分，也是直接数字频率合成器（ｄｉｒｅｃｔ ｄｉｇｉｔａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ＤＤＦＳ）的重要组成部分，直接 决定了所要实现的系统性能．传统查找表方式Ｌｌ 为了提高ＮＣＯ的频率分辨率，需要加大相位累加器 的字长，而对应的查找表的存储量也将相应呈指数级增长，这使得功耗和成本大大增加，从而了 相位精度的提高．另外一种ＮＣＯ设计方法是利用协调旋转数字计算机（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ＣＯＲＤＩＣ）算法 ］，该算法只需移位和加／减运算，便于现场可编程门阵列（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍ— ｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ，ＦＰＧＡ）或超大规模集成电路（ｖｅｒｙ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｅｓ，ＶＬＳＩ）实现，同 时对存储单元的要求很小，可大大降低开发成本．本文拟介绍一种改进的ＮＣＯ设计方法，并分析其 具体设计参数对误差性能的影响． １ ＣｏＲＤＩＣ算法原理 ＮＣＯ的实质是以参考频率对相位实施采样，目标是产生下式所示的频率可控的正、余弦波样本： （ ）一ＣＯＳ（２ｎｆｏｎＴ），１＂１—０，１，２，…， （１） 式中－厂０为本地振荡频率，Ｔ为待变频信号的采样间隔．ＮＣＯ的基本结构如图１所示．由图１可见， ＮＣＯ包括相位累加器、相位一幅度变换电路和控制逻辑电路．相位一幅度变换器通常是一个正弦函数 数值表（查找表），其中存储了各个相位对应的正弦值，由时钟驱动输出对应的正弦／余弦值． ＣＯＲＤＩＣ算法最早由Ｖ０ＬＤＥＲ提出，１９７４年ＷＡＬＴＨＥＲ对其进行了改进，得到一种能计算出 多种超越函数的统一算法．该算法有圆周、线性、双曲等几种模式，分别用于产生不同的信号．当工作 于圆周模式时可产生正弦、余弦信号，这时初始矢量按照一个指定的角度序列进行旋转，通过这个角 度序列去近似需要计算的角度．整个算法仅需要移位和累加运算，非常适合在硬件上实现．下面介绍 该算法实现三角函数计算的基本原理． 收稿日期：２００８—１Ｏ一２７ 基金项目：扬州大学校级重点学科建设项目（扬大研Ｅｅｏｏ７￣５号） ＊联系人，Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｚ—ｃｗｐ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｅｌｌ 第２期 陈万培等：基于ＣＯＲＤＩＣ算法的改进ＮＣＯ实现技术及其性能分析 ５３ 弦 相位 弦 图１ ＮＣＯ的基本结构 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＮＣＯ 初始向量（－ｚ， ）旋转角度 后，得到的新向量为（ｚ ，Ｙ ），即 一ｚ ＣＯＳ￣－ｙ ｓｉｎ ， 一 ＣＯＳ ＋ｚ ｓｉｎ ． （２） 变换为矩阵形式为 ［ ：］一 Ｃ Ｏ，ｎＳ 一 ｓｉｔ＇ ｆｉ ｘ１ ｃ。ｓ １…一 ～ ａｎ ］［ ］． ３ 如果限定基本旋转角度 满足ｔａｎ 一±２ ， ＝＝＝∑ｎ…－１ ｊ＆ ，那么初始向量（ｚ。， 。）可通过一系 列不断递减的基本角度 的旋转，逐渐逼近向量（ｚ。。，ｙ。。），该迭代过程可描述为 ［Ｘ ｉ…＋Ｉ １一 １ ［ 一 一 ２一 ］［ ］一 Ｃ Ｏ Ｓｉｎ￣ ｉ一ｄ。 ｉｓｉ ｎ 乒 ］［ ］， ｃ４ ＺＩ＋Ｉ—Ｚｉ－－ｄｉ￣ｉ， （５） 式中ｋ 一￣／１＋２ ，ｄ 一ｓｇｎ 。（ｓｇｎ为符号函数，ｉ一０，１，２，…，ｏｏ）． 在圆周模式中，设定 。为需要计算正弦／余弦值的角度Ａ，（ 。。．ｙ。。）为旋转迭代后所得的最终矢 量．由于每次旋转都经过幅度放大，并非和原矢量在同一圆周，所以须对最后结果进行幅度校正，除以 因子Ｋ，或者将初始矢量（ｚ。， 。）进行预校正，乘以１／Ｋ，其中Ｋ一Ⅱ茎。ｋ ．通常使用更为简便的预 旋转方法，将初始矢量乘以１／Ｋ．这样经过无限次旋转迭代后可得到 一［ＣＯ Ｓ Ｚｏ一…ｓｉｎ￣￣…ｌ Ｅｘ ￣３一 １Ⅱ也ｌ２一 一 ］ ㈣ 。。一ｚ。一 ｄ ａｒｃｔａｎ ２一． （７ 一ｏ在ＮＣＯ设计中，设定ｚ。一１／Ｋ一０．６０７ ２５２ ９３５ ０， 一Ａ（Ａ为待求角），则通过迭代后的目标 矢量的坐标值为ｚ。。一ｓｉｎ Ａ，Ｙ。。一ＣＯＳ Ａ．因此，采用ＣＯＲＤＩＣ算法代替常规正弦函数查找表ＲＯＭ 进行幅度一相位转换可大大简化实现过程．这种设计方法的基本结构如图２所示． 采样时钟 相位累加器 相位步进 量 寨 嚣蚩 控制字 图２改进的ＮＣＯ结构 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＮＣＯ 由于ＣＯＲＤＩＣ算法计算三角函数的角度收敛范围为嘲¨ 。≤∑ 。ａｒｃｔａｎ ２一 ≈１．７４３ ３（９９．９。）， （８） 表明ＣＯＲＤＩＣ算法仅对第一象限的输入角度收敛，而相位输人范围是［一 ，７ｒ］，因此前处理部分的预 旋转将相位转换到第一象限，并将相位信息传递给逻辑控制单元，ＣＯＲＤＩＣ迭代算法处理结束后，后 处理单元根据逻辑单元值决定取值正负，将数值映射到原来象限． ５４ 扬州大学学报（自然科学版） 第１３卷 ２ 采用ＣｏＲＤＩＣ算法后的误差分析 ２．１ 参数选择对计算精度的影响 由前述算法原理的推导可知，假定迭代次数为 ，那么末级迭代中的最小旋转角度为 ａ 一１＝ａｒｃｔａｎ ２一‘ 一 －￣－－２一‘ 一”． （９） 如果设定弧度角的字长为ｂ位，则必须满足２ 一”≤２一．由此可确定最少迭代次数应为６＋１．同时 可知若要提高频率分辨率，则必须相应增加相位弧度角字长，而最少迭代次数也必须随之增加． ２．２改进算法的误差计算 采用ＣＯＲＤＩＣ算法实现ＮＣＯ的性能主要受两方面误差的影响：①有限次旋转后实际矢量和目 标旋转矢量之间存在角度差所引起的误差，此误差为角度量化误差；②算法实现中使用参数的有限 字长表示实际结果与理想值之间存在误差，此误差为舍入误差． １）有限迭代次数引起的角度量化误差．在实际算法实现中，由于硬件资源的，不可能采取无 限多的迭代次数，因此存在角度量化误差．根据文献［４］中的推导，角度量化相对误差上限值为 ｌ ｙｏ。一ｙ ｌ／ｌＶ Ｉ＜２ ”， （１０） 式中Ｖ 是初始矢量Ｖ。经过第 次旋转后所得的矢量，Ｖ。。是目标角所对应的矢量，两者之间的夹角 为 ，是一个很小的角度． ２）有限精度引起的舍入误差．在前述误差上限估计中，假定算法中的数据采用无限精度，而事实 上算法中的数据精度却是有限的．采用定点二进制数时，舍入误差为 ｌｌ≤ Ｊ＋∑ ∑三ｌＩ Ｒ ｅｊ Ｉ≤ ｅＥ１＋∑ｎ： －：（Ⅱｎ －１ ｋ ）］． （１１） 设本算法采用的字长为ｍ位，将后面的多余位截断，则误差不会超过ｅ一２一．ｋ，为每次迭代过程中的 系数因子，取值为ｋ，一￣／１＋２ ． ２．３ 改进ＮＣＯ在设定参数下的误差计算 实际ＮＣＯ中的误差主要有相位累加器的截断误差 和ＣＯＲＤＩＣ算法中的角度量化误差、舍人 误差．这两种误差分别计算如下（ 为输入ＣＯＲＤＩＣ处理器的位数，Ｂ为截断位数，Ｎ为ＣＯＲＤＩＣ处 理器的流水单元数，Ｆ为相位步进控制字）： 勖一 。 引・５６６ Ｘ １０一’Ｅ２＿２ ＋３．５×２ Ｎ≈８・０８７ Ｘ １０。“．（１２） 总误差为￡１＋￡２≈８．２４３ Ｘ １０～． ３ 仿真结果 ３．１参数设置及ＭＡＴＬＡＢ仿真 根据前文对参数选取和计算误差的分析，确定 一组参数进行仿真，所选参数如下：设定相位累加 器字长Ｌ一２４，ＣＯＲＤＩＣ模块中角度表示字长为 １６位，ＣＯＲＤＩＣ模块中Ｘ，ｙ数据字长为１８位，采 用１６级流水迭代结构运算．参考频率为１００ ＭＨｚ， 输出频率为４０ ＭＨｚ，初相位偏置 一０。．建立该算 法的ＭＡＴＬＡＢ仿真模型，得到不同迭代次数下的 ０ 输出信号ｓ（ ）．对ｓ（ ）计算１０ ０１０次离散傅里叶变 ｛｜ＭＨｚ 换，通过周期图法计算其单边功率谱密度，得到的 图３使用ＣＯＲＤＩＣ算法的载波信号功率谱密度曲线 仿真结果如图３所示． Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｕｓｉｎｇ ＣＯＲＤＩＣ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ 第２期 陈万培等：基于ＣＯＲＤＩＣ算法的改进ＮＣＯ实现技术及其性能分析 ５５ ３．２基于ＦＰＧＡ的硬件设计 传统的ＮＣＯ设计通常将计算好的正弦值存储在ＲＯＭ中，再将前端累加器输出的截短的相位作 为ＲＯＭ查找表的地址，输出存储在ＲＯＭ中对应的正弦值．这样做在简化设计难度的同时也带来了 显著的问题：随着相位表示精度的提高，需要占用ＦＰＧＡ中的Ｒ０Ｍ资源将呈指数级增长，运算速度 也明显降低；而采用ＣＯＲＤＩＣ算法的ＮＣＯ设计则由加减移位等简单的运算实现，因此该算法非常易 于在ＦＰＧＡ中实现 。］．本设计采用Ａｈｅｒａ公司的ＳＴＲＡＴＩＸ系列ＦＰＧＡ器件 。 ，在ＱＵＡＲＴＵＳ￣操 作平台下，按照图２的结构，用ＶＨＤＬ编程实现．根据前文中的参数取值，确定相位步进控制字为 Ｆ—ｉｎｔ（４０／１００）×２ 一（０１１００１１００１１００１１００１１００１１０），． 图４给出了在ＱＵＡＲＴＵＳⅡ ｎ１ 平台上通过综合后得到的载波输 ｇ－ｓｉ出信号的实际仿真波形． ｄａｔａ．．． Ｂ０ｌ１０Ｏｌ ｌＯ０ ０ｌ１００１ｌ０ｏｌｌ０ｏｌｌ０ｏｌ１ Ｏ∞００（）０ｏ（）ｏ０（）００（）００（）０ ＦＰＧＡ器件的硬件逻辑资源 ｄａｔａ．．． 占用情况如表１所示．由表１可 ｅＰｓ 见，基于ＣｏＲＤＩＣ算法的ＮＣ０ ｘ＿Ｂ００００００ ！垦 垦 ！丝Ｘ 垦 ！ 垦 垦 翌 ！！旦垦Ｘ塑１ ｏｕｔ ｖ ＯＵｔ 设计逻辑单元的占用率仅为 １３ ．文献［１１］指出，当输出精度 达到１０位时，在相同的截断误差 图４ ＮＣＯ输出数字载波信号ＦＰＧＡ仿真波形 Ｆ嘻４ Ｔｈｅ ＦＰＧＡ ｍ 毗 ｏｎ ｗａｖｅ ｏｆ ｔｈｅ 咖 ｅｒ ｇｎａｌ 下，基于ＣＯＲＤＩＣ算法的直接数字频率ＦＰＧＡ实现所用的可配置逻辑模块（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｂｌｏｃｋ， ＣＬＢ）数不到ＲＯＭ表ＦＰＧＡ实现所用ＣＬＢ数的一半，因此ＣＯＲＤＩＣ算法是比较节省系统资源的． 表１ ＦＰＧＡ器件的硬件逻辑资源占用情况 Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ ｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｏｆ ＦＰＧＡ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｈａｒｄｗａｒｅ Ｔｏｐ—ｌｅｖｅｌ Ｅｎｔｉｔｙ Ｎａｍｅ ｎｃｏｔｏｔａｌｇａｉｌ Ｔｏｐ－ｌｅｖｅｌ Ｅｎｔｉｔｙ Ｎａｍｅ ｎｃｏｔｏｔａｌｇａｉｌ Ｆａｍｉｌｙ Ｍｅｔ ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ Ｓｔｒａｔｉｘ Ｙｅｓ ＤＳＰ ｂｌｏｃｋ ９－ｂｉｔ ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｔｏｔａｌ ＰＬＬｓ ０／４８（Ｏ％） ０／６（Ｏ ） Ｔｏｔａｌ ｌｏｇｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｔｏｔａｌ ｐｉｎｓ Ｔｏｔａ１ ｖｉｒｔｕａｌ ｐｉｎｓ １ ３９７／１０ ５７０（１３ ） １２０／３３６（３５ ） ０ Ｔｏｔａｌ ＤＬＬｓ Ｄｅｖｉｃｅ Ｔｉｍｉｎｇ Ｍｏｄｅｌｓ ０／２（Ｏ％） ＥＰ１Ｓ１０Ｆ４８４Ｃ５ Ｆｉｎａｌ ＴｏｔａＩ ｍｅｍｏｒｙ ｂｉｔｓ ０／９２０ ４４８（Ｏ ） 参考文献： Ｅ１－］ 杨小牛．软件无线电原理与应用ｌ－Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００２：２８９—３１２． ＴＥＲ Ｊ Ｓ．Ａ ｕｎｉｆｉｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ＥＣ］／／ＡＦＩＰＳ Ｓｐｒｉｎｇ Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｏｎｆ．Ａｌａｎｔｉｃ ［２］ ＷＡＩＣｉｔｙ：Ｉｓ．ｎ．］，１９９７，３８：３７９—３８５． ［３］ ＨＵ Ｘｉａｏ－ｂｏ，Ｈ ＡＲＢＥＲ Ｒ Ｇ，Ｂａｓｓ Ｓ Ｃ．Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＣＯＲＤＩＣ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＥＪ ３． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔ，１９９１，４０（１）：１３—２１． ［－４３ ＨＵ Ｙ Ｈ．Ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＯＲＤＩＣ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ，１ ９９２，４０（４）： ８３４—８４４． ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｈａｎｄｗａｒｅ ｔｒａｄｅｏｆｆｓ ｆｏｒ ＣＯＲＤＩＣ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｆｏｒ ｓｐｅｃｉａｌ— ［５］ ＫＯＴＡ Ｋ，ＣＡＶＡＬＬＡＲＯ Ｊ Ｒ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｐｕｒｐｏｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔ，１９９３，４２（７）：７６９—７７９． －Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００５：１８７—２０７． ［６］ 刘韬，楼兴华．ＦＰＧＡ数字电子系统设计与开发实例导航Ｉ［７］ 黄智伟．ＦＰＧＡ系统设计与实践［Ｍ］．ｊＥ京：电子工业出版社，２００５：１６７—１７７． ［８］ 弋稳．雷达接收机技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００５：３１９—３２７． ｒ９］ ＡＵＤＩＯ Ｔ，ＰＵＲＢＡ Ｒ Ｓ．Ｓｃａｌａｂｌｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅｄ ＣＯＲＤＩＣ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ＦＰＧＡ［ｃ］／／ ２００９ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ．Ｓｅｌａｎｇｏｒ：Ｉｓ．ｎ．］，２００９：６４６—６４９． ［１Ｏ］ 陈铭，薛敏彪，胡永红，等．基于ＦＰＧＡ的直接数字频率合成器设计与实现［Ｊ］．测控技术，２００４，２３（９）： １—２． ［１１］ 付永庆，李裕．基于多相滤波器的信道化接收机及其应用研究［Ｊ］．信号处理，２００４，２０（５）：５１７—５２０． ５６ 扬州大学学报（自然科学版） 第１３卷 Ｉｍｐｒｏｍｖｅｄ ＮＣＯ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＯＲＤＩＣ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ＣＨＥＮ Ｗａｎ—ｐｅｉ ，ＨＵＡＮＧ Ｙｉｎｇ，ＳＨＡＯ Ｎｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｑｉｏｎｇ （Ｓｃｈ ｏｆ Ｉｎｆ Ｅｎｇｉｎ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（ＮＣＯ）ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＯＲＤＩＣ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ。ｗｈｉｃｈ ａｐｐｌｉｅｓ ＣＯＲＤＩＣ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＳＩＮ ＲＯＭ ｌｏｏｋｕｐ ｔａ— ｂｌｅ．Ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ。ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｎ ｂｅ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ，ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｅｒｒｏｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎａｌｙ— ｓｉｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．ＭＡＴＩ ＡＢ ｅｍｕｌａｔｏｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ＦＰＧＡ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ｅｍｕｌａｔｏｒ ｗａｖｅ ａｆｔｅｒ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｒｅ ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｏｒｔｈ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ｃａｎ ｂｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｕｒｐｏｓｅ ｃａｎ ｂｅ ａｔｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；ＭＡＴ— ＬＡＢ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ （责任编辑 贾慧呜） （上接第４３面） Ｅ８］韩鲁佳，闫巧娟，刘向阳，等．中国农作物秸秆资源及其利用现状［Ｊ］．农业工程学报，２００２，１８（３）：８７—９１． ［９］孟海波，曲峻岭，刘依．我国秸秆饲料加工机械现状及发展［Ｊ］．农机化研究，２００２（４）：２９—３１． Ｅｌｏ］董德军，陈海霞，魏云丰．粗饲料加工机械的现状及发展趋势ＥＪ２．农机化研究，２００６（５）：４２—４３． ［１１］宋慧芝，盛奎川，钱湘群．农作物硬茎秆切碎机的设计研制［Ｊ］．浙江大学学报：农业与生命科学版，２００３， ２９（２）：１５７－１６０． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｃｈｏｐｐｅｒ ｆｏｒ ｇｒｅｅｎ ｃｏｒｎ ｓｔａｌｋ ＹＡＮＧ Ｙａ—ｚｈｏｕ ，ＸＵ Ｊｉｅ ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ—ｌｉ ，ＬＵ Ｚｈａｏ—ｈｕｉ。，ＬＩＵ Ｑｉｎｇ—ｆｕ （１．Ｃｏｉｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎ ８Ｌ Ｔｅｃｈ，Ｊｉｌｉｎ Ａｇｒｉｃ Ｕｎｉｖ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３０１１８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｂａｓｉｃ Ｓｃｉ Ｄｅｐｔ，Ａｒｍｏｒ Ｔｅｃｈ Ｉｎｓｔ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３０１１７，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｈｉｎ Ａｃａｄ ｏｆ Ａｇｒｉｃ Ｅｎｇｉｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ ｗｅｒｅ ｌｏｓｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ｃｏｒｎ ｓｔａｌｋ ｗａｓ ｃｈｏｐｐｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｈｏｐｐｅｒｓ．Ｓｏ，ａ ｎｅｗ ｃｈｏｐｐｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ｃｏｒｎ ｓｔａｌｋ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｏｏｓｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ３－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗａｓ ｕｓｅｄ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｏｐｐｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ｃｏｒｎ ｓｔａｌｋ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｏｐｐｅｒ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｌＯＳＳ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ｃｏｒｎ ｓｔａｌｋ ｗａｓ ａｂｏｕｔ ３１．９ ，ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｏｐｐｅｄ ｆｏｒａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｚｅｓ（ｉｎｃｌｕｄｅ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）ｂｅｔｗｅｅｎ ８ ｍｍ ａｎｄ １ ０ ｍｍ ｗａｓ ａｂｏｕｔ ７８ ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｏｐｐｅｒ ｗａｓ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ｏｎｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｅｅｎ ｃｏｒｎ ｓｔａｌｋ；ｃｈｏｐｐｅｒ；ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｃｕｔｔｉｎｇ （责任编辑 贾慧鸣）
