7.1.2　DDS技术

1.DDS技术的发展

DDS(Direct Digital Synthesizer)即直接数字频率合成器,顾名思义,属于一种频率合成器,用于合成频率,即通过对一个或多个参考频率信号的转换得到目标频率信号,是如今广泛使用的一种频率合成技术。DDS是第三代频率合成技术,在此之前有分别以直接频率合成(Direct Frequency Synthesizers,DFS)和锁相环(PLL)为代表的两代技术。DDS技术克服了与DFS和PLL技术有关的几乎所有问题,能够精确地设定输出频率,具有更高的稳定度,相位噪声低,而且变频相位连续,可以实现理想的正交输出。最早的DDS是由Tierney在20世纪70年代早期设计实现的。早期的DDS芯片存在工作频率较低、输出信号中的寄生分量较大等缺陷,未得到大量应用。但是随着科技进步,特别是集成电路制造技术的突飞猛进,DDS技术不断进步,其性能不断提升,前述问题逐渐得到不同程度的解决,逐渐成为当前主要的频率合成技术,广泛应用于广播、电视及移动通信系统等领域。

2.DDS的基本工作原理

DDS的原理框图如图7.3所示。它包括频率控制字、相位累加器、相位寄存器、正弦查询表、数模转换器(DAC)、低通滤波器(LPF)及时钟信号等部分。

图7.3　DDS的基本工作原理

如图7.3所示,DDS的主要参数有频率控制字K、相位累加器的步长N、ROM的输入地址线位数M、ROM的输出数据线位数(也就是DAC的位数)m、DDS系统的参考时钟源f c以及输出频率f o。依据参考时钟,相位累加器按照频率控制字M进行线性叠加,接着依据所得到的相位值在波形存储器中进行寻址,查找预先存储在ROM中相应的幅度码并输出,之后经过DAC得到相对应的含有杂波的阶梯波,最后经过低通滤波器滤除杂波,从而得到平滑的所需频率的正弦波。所得到的正弦波的频率f o为

以上便是DDS的基本工作原理。