直接数字合成(DDS)是利用数字技术进行信号波形合成,其特点是输出频率步进指标很高,频率跳变速度很快,但输出频率范围较窄。广泛应用于通信、导航、雷达、电子战等领域。今天我们来了解深度解析直接数据合成(DDS)技术的优缺点。
SPI锁相环频率合成器,1 GHz - 6.4 GHz, 50 Hz步进,+15 dBm输出功率,100 MHz参考频率,+4.75 Vdc和SMA输出接口
相比其他的频率合成技术,DDS 技术具有以下优点:
频率分辨率高
DDS 的最小输出频率 ,即为输出频率的最小步进量,其中 为时钟参考频率, 为相位累加器的位数。由此可知如果 固定,则只要改变相位累加器的位数 ,就可以很容易达到非常高的分辨率的,而传统的频率合成技术要实现如此低的频率分辨率是很难做到的。
相位变化连续
DDS输出频率的变化实际上是相位增量的改变,即改变相位的增加速度。当频率控制字变化后,由于相位函数的曲线是连续的,因此只是改变曲线的斜率,使得输出信号的相位保持相应的连续性,这一点在很多对相位要求比较严格的频率合成器使用中就显得非常重要。
输出波形灵活
基于DDS的函数发生器的输出波形灵活多样,因为只要在波形 ROM 内存放相应的波形数据就可以生成正弦波、方波、三角波和锯齿波等任意的波形。同时,若在 DDS 中对频率、相位和幅度进行相应的控制,就可以实现调频(FM)、调相(PM)和调幅(AM)功能。
相位噪声低和漂移小
DDS 输出信号的频率稳定度取决于参考时钟源的频率稳定度,且输出信号的相位噪声也是由参考时钟源的相位噪声所决定。由于在 DDS 系统中,通常是由固定的晶振来产生所需参考时钟频率,因此使输出信号具有低相位噪声和漂移小的特性。
易集成、易于调整
直接数字频率合成器中除了数模转换器和滤波器之外,几乎所有的部件都属于数字器件,因此便于集成,且调整方便灵活,电路功耗低、体积小和高可靠性。
USB 频率合成器,锁相环 (PLL),21 GHz ~24 GHz ,SMA
相比其他的频率合成技术,DDS 技术有以下缺点:
工作频率受限
理论上,其时钟频率至少为输出信号频率的2倍,实际要求在4倍以上,不易实现;而且器件速度,尤其是DAC的速度,限制了DDS的工作频率
杂散信号较多
DDS相当于对正弦波进行抽样。且ROM容量有限,其地址线位数A比相位累加器位数N小很多,由此产生的相位舍入误差会引入很多杂散频率分量。DAC的非线性也是DDS杂散分量的来源。
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