6。3本章小结 ·· ·· ·· ·· 40

结 论 ·· ·· ·· · 41

致 谢 ·· ·· ·· · 42

参 考 文 献 ·· ·· ·· 43

本科毕业设计说明书 第 1页

1 绪论

在现代通信，航天，导航，计算机等电子系统，信号源是一个必不可少的设备。对于这 些电子系统而言，信号源起着“心脏”般的作用，并对电子系统的性能有着巨大影响。因此， 现代电子系统对信号源的指标要求越来越高，一个高纯度，高捷变率，低相位噪声，低杂散 的信号源是现代电子系统追求的目标。信号源由频率合成器来构成，频率合成器自上世纪 30 年代以来，发展迅速，技术已经相对成熟。目前，频率合成器主要有三种方法，一是直接频 率合成，二是锁相频率合成，三是直接型数字频率合成。而直接型数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesis , DDS）的出现，使现代电子系统对信号源的要求得以实现，并且 由于其具有成本低，功耗低，分辨率高，稳定度高，相位噪声低等优点[3]广泛应用于通信， 航空航天等领域[5]，成为目前最典型，应用最广泛的频率合成器。

1。1 DDS 概念

传统的频率合成技术如直接频率合成技术，是对一个含有丰富谐波分量的脉冲波形进行 混频，分频，滤波等一系列操作来达到频率合成目的；锁相频率合成技术是通过对低质量的 参考频率进行跟踪，而获得大量高质量的频率。而 DDS 是通过数字系统直接产生波形的采样 信号，并通过数字模拟变换器来获得信号的一项频率合成技术。

DDS 工作时，通过一个累加器得到线性相位地址，并作为 ROM 的地址寻址输出波形的 幅度采样信号，再通过数字模拟转换变为模拟信号，最后通过滤波器平滑后得到波形输出。 通过 DDS 的工作过程，可以发现，DDS 的频率和 DDS 的波形可以很方便控制。例如对

于频率而言，通过改变累加器的步进长度，达到改变相位地址的周期，进而达到频率的控制。 而累加器的步进长度是一个纯数字量，随时可以通过数字控制系统来改变。再比如波形，DDS 是通过对 ROM 进行查表得到波形，那么我们改变 ROM 的数据内容，则波形自然可以改变。论文网

因此，随着计算机等数字系统在控制领域的广泛应用，在控制方面来说相对于传统频率 合成器来说，直接型数字频率合成器有着得天独厚的优势。

1。2 DDS 发展状况

DDS 的第一次出现是在 1971 年由美国人 J。Tiemey 撰写的《 A Digital Frequency Synthesizer》一文中提出的基于相位的频率合成器。受限于当时数字系统的束缚，这项技术 并未得到重视。近年来，由于数字电路等微电子技术的快速发展，DDS 焕发了新的生机，并 由此一举成为最为广泛的频率合成器架构。但 DDS 并不是完美的，由于数字系统的频率比较低，因此 DDS 的频率上限自然比不了 由基于模拟器件结构的频率合成器；并且在数字信号的生成和转换为模拟信号的过程中带来 的杂散信号也不可避免[2]。这两项问题极大地制约了 DDS 的发展，也成为近年来 DDS 的研 究热点，并且取得了重要进展，特别是一些商业公司发展的单片的 DDS 芯片极大地提高了 DDS 的频率和杂散抑制程度[10]，如采用 GaAs 技术的 DDS 芯片能够达 400MHz 的输出频率， 并且在杂散抑制程度达到-40 到-50dBc，而采用 CMOS 工艺能够将杂散抑制到-70 到-90dBc。 然而，即使这样，相对于频率已经达到微波级别的通信领域，DDS 的频率依然十分的低。目 前 DDS 的发展目标是在保证杂散抑制度的要求下，尽量提高频率，达到微波频段。