第一章 前言
频率合成技术就是把一个或者多个高稳定度、高准确度的参考频率，经过各种信号处理技术，生成具有同等稳定度和准确度的各种离散频率。参考频率可由晶体振荡器产生，合成的离散频率与参考频率有严格的比例关系，并具有同等的稳定度和准确度。频率合成技术是实现高性能频率源的重要手段。频率源的性能是影响雷达、电子对抗、仪器仪表等系统性能的关键问题。
频率合成器件的主要性能指标
①频率范围（带宽）；
②频率分辨率；
③频率转换时间；
④频率准确度和稳定度；
⑤频谱纯度（主要影响因素是相位噪音和寄生干扰）。
DDS（直接数字合成）技术：采用数字化技术，通过控制相位的变化速度来直接产生各种频率的信号。在带宽、频率分辨率、频率转换时间、相位连续性（相位变化连续）、调制输出（对输出信号易实现多种调制）和集成化等方面，都远远超过传统的频率合成技术。但是DDS技术把幅度和相位信息也都用数字量表示，故将会产生量化精度和量化噪音，从而造成输出信号的幅度失真和相位失真，使得DDS的输出信号杂散较大（杂散频率多）；同时DDS的输出信号频带有限（为了有效分开输出频率和镜像频率，最高频率应该<0.5fs，更高的fs 要求器件的工作频率更高），这是限制DDS技术发展的主要问题之一。然而，由于DDS是全数字化结构，易于集成、功耗低、体积小、重量轻、可靠性高、易于程控、使用灵活，性价比很高，故广为采用。
第二章 DDS算法原理[1]
DDS技术是一种新的频率合成方法，是频率合成技术的一次革命，最早由Joseph Tierney等 3人于 1971 年提出，但由于受当时微电子技术和数字信号处理技术的限制，DDS技术没有受到足够重视，随着数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术日益显露出它的优越性。 DDS 的工作原理为：在参考时钟的驱动下，相位累加器对频率控制字进行线性累加，得到的相位码对波形存储器寻址，使之输出相应的幅度码，经过模数转换器得到相应的阶梯波，最后再使用低通滤波器对其进行平滑，得到所需频率的平滑连续的波形，其结构如图2-1 所示。
图2-1 DDS的结构框图
相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成，结构如图 2-2 所示。每来一个时钟脉冲 fclk，加法器将频率控制字 K 与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端。累加寄存器将加法器在上一个时钟脉冲作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位累加。由此可以看出，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的溢出频率就是 DDS 输出的信号频率。用相位累加器输出的数据作为波形存储器（ROM）的相位取样地址，这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值的转换。
图 2-2
DDS相位累加器
波形存储器所储存的幅度值与余弦信号有关。余弦信号波形在一个周期内相位幅度的变化关系可以用图2-3中的相位圆表示，每一个点对应一个特定的幅度值。一个N位的相位累加器对应着圆上 个相位点，其相位分辨率为 。若 N=4 ，则共有 16 种相位值与 16 种幅度值相对应，并将相应的幅度值存储于波形存储器中，存储器的字节数决定了相位量化误差。在实际的DDS中，可利用正弦波的对称性，将 范围内的幅、相点减小到 内以降低所需的存储量，量化的比特数决定了幅度量化误差。
波形存储器的输出送到D/A 转换器，D/A 转换器将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号。低通滤波器用于滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。DDS
在相对带宽、频率转换时间、分辨力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供的信号源优于模拟信号源。 DDS模块的输出频率 fout 是系统工作频率 fclk 、相位累加器比特数N以及频率控制字K3者的一个函数，其数学关系为：
它的频率分辨率，即频率的变化间隔为：
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发表于 2011-8-15 21:09:21