直接数字频率合成技术DDS.pptVIP

（三）DDS 的性 能 DDS的频率合成原理及实现技术与传统的直接合成DS和锁相合成完全不同，在性能上也很独特。 1.相对带宽 当频率控制字K=1时，最低输出频率为 （3-14） 式中M = 2N，当累加器字长 N 很大时，最低输出频率达 Hz、mHz 量级都是不困难的，可认为DDS的最低合成频率接近于零频。 DDS的最高输出频率受限于时钟频率fc和采样定理，即 （3-15） 在实际应用中，考虑到输出滤波器的非理想特性，一般采用 （3-16） 这样，DDS的相对带宽为 这是一个极大的数字，是传统频率合成技术所无可比拟的。 2. 频率分辩率 DDS的最小频率步进量就是它的最低输出频率，即 也可以采用十进制的相位累加器，那么M = 10N。可见只要累加器有足够的字长，实现非常精密的分辨率也没有多大的困难，正像全面介绍的一样，可达 Hz、mHz、甚至μHz 的频率步进量。是传统频率合成技术所无可达到的。 3. 频率转换时间 DDS的频率转换时间近似认为是即时的，这是因为它的相位序列在时间上是离散的。在频率控制字 K 改变以后，要经一个时钟周期之后才能按新的相位增量累加，所以可以说它的频率转换时间就是频率控制字的传输时间，即一个时钟周期 Tc= 1 / fc。目前，集成DDS产品的频率转换时间可达10ns的量级。这是常用锁相频率合成所无法达到的。 4. 频率转换时的相位连续性 当频率控制字从K1变为K2之后，它是在已有的累加相位nK1δ之上，再每次累加K2δ，相位函数的曲线是连续的，只是在改变频率瞬间其斜率发生了突变，因而保持了输出信号相位的连续性。这一点对利用相位信息的那些系统很重要。 相位连续可避免信息的丢失，相位不连续回导致频谱的扩散，不利于频谱资源的有效利用。 5. 可输出正交信号 有些应用场合要用到正交信号输出，即同时输出 s1(t) = sin (2πf0t) 和 s2(t) = cos (2πf0t) 在DDS中，只要分别在两个ROM中存储sinθ和 cosθ两个函数表，即可同时输出正交信号，实现框图如 3-14 所示。 图3-14 可输出正交信号的DDS框图 6. 可输出任意波形 在图3-9中ROM存储好了正弦波和余弦波，就可以输出正交信号，以此类推，若在ROM中存储其它所需的波形函数表，DDS即可输出相应的周期性的波形，因此，更新ROM中的数据，使DDS输出方波、三角波、锯齿波等等。 7. 调制性能 由于DDS是全数字的，用频率控制字K可直接调整输出信号的频率与相位，所以很易于在DDS上实现数字调频和调相，很多DDS产品都具有数字调制功能。 8. 噪声与杂散 因为DDS是数字技术，先构成离散信号，再变换成模拟信号输出，因而噪声与杂散的存在是必然的。这是我们要特别关注的。 DDS的不足之处主要有两点：一是杂散分量丰富，这些杂散分量主要是由相位舍位、幅度量化和DAC 的非理想特性引起；二是输出频带受限， DDS的最高输出频率一般限制在 0.4 fc 以下，但随着高速ECL和器件GaAs的出现，频带限制已明显改善。 9．DDS与PLL的比较 DDS和PLL是两种频率合成技术，其频率合成的方式是不同的。DDS是一种全数字开环系统，而PLL是一种模拟闭环系统。由于合成的方式不同，因而都具有其特有的优点和不足，从设计DDS和PLL