直接数字频率合成技术 DDS

Bolshevik

•频率可变的振荡源
–通过改变R,L,C元件参数改变正弦振荡的频率
–通过改变充放电电流改变振荡频率
•改变R
•改变L
•改变C
•改变电流
•压控振荡器VCO
–用斜波扫描电压(流)控制产生扫频振荡器
–用于频率稳定度和精度仪器不高的场合
•频率合成技术
–间接合成法------锁相环   PLL
–直接模拟合成法(早期的直接合成法)------通过模拟电路实现多级的连续混频 分频,获得很小的频率步进,电路复杂,不易集成
–直接数字合成法------DDS

DDS信号源的性能指标：


1, 频率稳定度，等同于其时鈡信号的稳定度。


2, 频率的值的精度，决定于DDS的相位分辨率。即由DDS的相位累加器的字宽和ROM函数表决定。本题要求频率按10Hz步进，频率值的误差应远小于10Hz。DDS可达到很高的频率分辨率。


3, 失真与杂波：可用输出频率的正弦波能量与其他各种频率成分的比值来描述。失真与杂波的成分可分为以下几个部分：


⑴，采样信号的镜像频率分量。DDS信号是由正弦波的离散采样值的数字量经D/A转换为阶梯形的模拟波形的，当时钟频率为，输出正弦波的频率为时，存在着以采样频率为折叠频率的一系列镜像频率分量，这些镜像频率值为n±它们的幅度沿Sin(x)/x包络滚降。


⑵ D/A的字宽决定了它的分辨率，它所决定的杂散噪声分量，满量程时，对信号的信噪比影响可表示为
                   S/D+N =6.02B+1.76 dB
其中B为D/A的字宽，对于10位的D/A，信噪比可达到60dB以上。


增加D/A的位数，可以减少波形的幅值离散噪声。另外，采用过采样技术，即大幅度增加每个周期中的样点数（提高时钟频率），也可以降低该类噪声。过采样方法使量化噪声的能量分散到更宽的频带，因而提高了信号频带内的信噪比。


⑶ 相位累加器截断造成的杂波。这是由正弦波的ROM表样点数有限而造成的。通过提高时钟频率或采用插值的方法增加每个周期中的点数（过采样），可以减少这些杂波分量。


⑷ D/A转换器的各种非线性误差形成的杂散频率分量，其中包括谐波频率分量，它们在N频率处。这些杂波分量的幅度较小。


⑸，其他杂散分量，包括时钟泄漏，时钟相位噪声的影响等。


   D/A后面的低通滤波器可以滤去镜像频率分量和谐波分量，可以滤去带外的高频杂散分量，但是，无法滤去落在低通带内的杂散分量。

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