图3。2 基本的DDS的构成原理图

一个基本的直接数字合成器由频率基准（通常是一个晶体或SAW振荡器），数字控制振荡器（NCO）和模拟转换器（DAC）组成。

基准振荡器为系统提供一个可靠的时基，并且确定DDS的频率精度。它为NCO提供了时间，NCO是在输出端口可以输出一个离散时间、周期被包含在频率数字寄存器中的数字字控制的、量化的输出波形（通常是正弦波）[6]。输出重构滤波器拒绝由零级产生的光谱复制，保持在模拟转换过程需要得到一个比较复杂的相位连续可调的器件，这样的话，如果要通过模拟电路去完成对不同波形的输出控制将会十分艰难。因此，我计划要使用一个非线性电路，如果不将电路板在不同温度下产生的变化考虑在内，那么可以达到上述所说的DDS器件。通常DDS根据固定的某个参考输入频率把它分频，产生被指定要求的一个可以通过数字量来达到的某一要求频率。这样可以通过频率控制最终使DDS可以在一些要求精确频率控制的系统中使用，比如像雷达扫描与阶跃信号[7]。因为频率输入字可以被用来控制输出频率，所以DDS可以在相应的范围里实现频率的连续可调。另外，可以使用数字输入来实现相位的控制，这样就能够非常轻松地得到高密度的光谱相位调控器。

4 直接数字频率合成设计的原理

DDS是一种通过给定频率的参考时钟进行产生所需频率的波形的合成设备。它能产生的频率比PLL（锁相环）要更加的灵活多变，另外它的工作频率范围很宽；频率分辨力极高；频率转换时间非常短；具备任意波形均可以完成输出的能力以及数字调制性能优秀的优势。

通常DDS系统包含一个能够得到输出波的数字控制频率发生器，再加上一个可以从数控频率发生器上完成取值和可以得到模拟载波信号的D/A转换器[8]。 虽然D/A转换器输出由基准频率取样来得到，但我们常通过使用低通滤波器，这样可以对失真信号进行过滤和消除。

4。1直接数字频率合成器组成原理图

    DDS的原理如图4。1所示：

图4。1直接数字频率合成的原理图

DDS由频率参考，累加器、波形ROM和D/A转换器构成。其中K为M位二进制频率控制字，为时钟频率，图中N位二进制是相位控制字，D位是ROM数据位及D/A转换器的字长。累加器输出相位在时钟频率的控制下，以M位步长K不断累加，得到的N位二进制码作为寻址地址，对应波形ROM中相应地址下的波形幅度值。最后，波形ROM的输出S(n)经D/A转换器后成为阶梯波S(t)，之后通过低通滤波器就能够获得合成的信号波形[9]。根据波形ROM中各种波形的幅码，产生不同的合成的信号波形形状，所以说用DDS可以产生任意波形。总而言之，在每个频率来临时，我们能够计算获得一个X轴不变，Y轴被拉伸或缩短的波形，以此在时域内获得不同的频率。

  基础部分：一个可调谐的输出正弦、余弦波的基本原理框图4。2：

图4。2可控输出正弦、余弦波的基本框图

4。2 各个组成部分的具体功能和基本原理

4。2。1频率预置与调节电路

本设计主要提供参考时钟和调节频率控制字K（又称相位增量），DDS方程为：，输出频率, 为时钟频率。当K=1时，DDS输出最低频率，此时的最低频率为，也就是所说的频率分辨率。而DDS的最大输出频率符合Nyquist采样定理，所以K不能超过为。综上，如果能使N足够大，DDS就能够获得足够小的频率间隔。如果想控制DDS的输出频率，我们改变K就可以了。

4。2。2相位累加器