基于DDS技術(shù)的雜散分析及抑制方法

頻率合成技術(shù)起源于二十世紀(jì)30年代，當(dāng)時(shí)所采用的頻率合成方法是直接頻率合成。它是利用混頻、倍頻、分頻的方法由參考源頻率經(jīng)過加、減、乘、除運(yùn)算，直接組合出所需要的的頻率。它的優(yōu)點(diǎn)是捷變速度快，相位噪聲低，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，很快被淘汰。在此之后出現(xiàn)了間接頻率合成。這種方法主要是將相位反饋理論和鎖相環(huán)技術(shù)運(yùn)用于頻率合成領(lǐng)域，即所謂的PLL頻率合成技術(shù)。PLL頻率合成技術(shù)克服了直接式頻率合成的許多缺點(diǎn)，特別是它易于集成化，使得體積小、相位噪聲低、雜散抑制輸出頻率高，但它的頻率切換時(shí)間相對較長。隨著數(shù)字信號(hào)理論和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，在頻率合成領(lǐng)域誕生了技術(shù)性的革命，那就是直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（direct digital synthesis,DDS）。這是一種頻率合成的新方法，頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短、頻率分辨率高、輸出相位連續(xù)、控制靈活方便，但其頻率上限較低且雜散較大，極大的限制了DDS的推廣和應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子系統(tǒng)對信號(hào)源的要求越來越高，如何抑制DDS輸出信號(hào)中雜散也就成了研究熱點(diǎn)。本文給出了幾種抑制雜散的方法，對于運(yùn)用DDS技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)作用。

1 DDS的工作原理[1]

DDS工作結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1

DDS系統(tǒng)的核心是相位累加器，它由N位加法器與N位相位寄存器構(gòu)成，類似一個(gè)簡單的計(jì)數(shù)器。每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，相位寄存器的輸出就增加一個(gè)步長的相位增量值，加法器將頻率控制數(shù)據(jù)與累加寄存器輸出的累加相位數(shù)據(jù)相加，把相加結(jié)果送至累加寄存器的數(shù)據(jù)輸端。相位累加器進(jìn)人線性相位累加，累加至滿量時(shí)產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)溢出，這個(gè)溢出頻率即為DDS的輸出頻率。正弦查詢表是一個(gè)可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)，存儲(chǔ)的是以相位為地址的一個(gè)周期正弦信號(hào)的采樣編碼值，包含一個(gè)周期正弦波的數(shù)字幅度信息。將相位寄存器的輸出與相位控制字相加得到的數(shù)據(jù)作為一個(gè)地址對正弦查詢表進(jìn)行尋址，查詢表把輸人的地址相位信息映射成正弦波幅度信號(hào)，驅(qū)動(dòng)DAC,輸出模擬信號(hào);低通濾波器平滑并濾除不需要的取樣分量，以便輸出頻譜純凈的正弦波信號(hào)。