隨著射頻技術(shù)的發(fā)展，許多技術(shù)得到了越來越多的開發(fā)和應(yīng)用，DDS就是其中廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一。DDS是指一種從固定頻率參考時(shí)鐘源產(chǎn)生正弦波的數(shù)字技術(shù)。與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，DDS具有成本低、功耗低、分辨率高、轉(zhuǎn)換時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于電信和電子儀器領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備全數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)。參考時(shí)鐘源的動(dòng)態(tài)性能將直接影響DDS的輸出頻譜。今天，我們將詳細(xì)了解一下DDS技術(shù)。DDS的輸出頻率是數(shù)字可調(diào)的，頻率分辨率低于1 Hz。輸出正弦波的相位是數(shù)字可調(diào)的，這對(duì)于需要多個(gè)DDS相互同步的應(yīng)用非常有用。不存在由溫度漂移或元件老化引起的誤差。DDS的優(yōu)點(diǎn)DDS輸出的基頻必須低于參考時(shí)鐘頻率的40%。這一限制是為了完全濾除DDS輸出頻譜中的鏡像頻率。DDS的基頻幅度會(huì)隨著輸出頻率的增加而降低，但有些DDS內(nèi)置了數(shù)字反SINC濾波器來克服這種影響。由于DDS輸出的正弦波是通過數(shù)字采樣方法產(chǎn)生的，用戶必須允許一定程度的失真。也就是說，這個(gè)正弦波的頻譜并不理想。DDS由三部分組成：累加器，它是一個(gè)數(shù)字模塊，包括一個(gè)帶反饋的加法器。幅度轉(zhuǎn)換器將數(shù)字相位值轉(zhuǎn)換成數(shù)字幅度值。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，將輸入的數(shù)字幅度值轉(zhuǎn)換成比例的模擬輸出，對(duì)應(yīng)的連續(xù)模擬信號(hào)可以是電壓或電流的形式。

這里有兩點(diǎn)需要注意。第一點(diǎn)是角度-幅度轉(zhuǎn)換器輸入端的相位截?cái)啵诙c(diǎn)是角度-幅度轉(zhuǎn)換器輸出端的幅度分辨率有限。下面分析兩個(gè)方面，即有限的相位和幅度分辨率如何調(diào)制DDS輸出。

根據(jù)DDS的輸出頻譜，必須采用某種濾波方法來衰減鏡像頻率。DDS評(píng)估板上通常使用5階或7階低通橢圓濾波器，濾波器的轉(zhuǎn)折頻率設(shè)置為DDS最大時(shí)鐘頻率的40%左右。DDS的局限頻率規(guī)劃的主要內(nèi)容包括：確定DDS的主要雜散源。在本節(jié)中，您將看到確定主要雜散源的框圖。DDS參考時(shí)鐘性能的重要性。我們將給出這方面的一些光譜圖。使用簡單的公式或模型來預(yù)測DDS所有最大雜散的頻率位置。幾乎所有DDS雜散都很容易確定。相位截?cái)嚯s散、相位幅度轉(zhuǎn)換雜散和參考時(shí)鐘雜散的幅度估計(jì)。我們可以非常近似地得到這些雜散的幅度。DAC雜散可以使用一個(gè)簡單的模型。數(shù)字開關(guān)的寄生饋電信號(hào)。后面還會(huì)有這方面的頻譜圖。目標(biāo)是獲得最大的SFDR。

該框圖揭示了四個(gè)主要雜散源。它們是參考時(shí)鐘源、相位截?cái)唷⒔嵌确绒D(zhuǎn)換和DAC非線性。我們將詳細(xì)討論每個(gè)雜散源，它們產(chǎn)生的雜散的頻率位置是可以預(yù)測的。參考時(shí)鐘對(duì)DDS輸出的影響：1)參考時(shí)鐘的性能會(huì)直接影響DDS的輸出性能。2)參考時(shí)鐘的雜散頻率將以相同的固定頻率偏移傳輸?shù)紻DS的輸出端。3)參考時(shí)鐘的噪聲將以同樣的方式傳輸?shù)紻DS的輸出端。4)參考時(shí)鐘雜散或DDS輸出噪聲的幅度會(huì)隨著控制字的減小而減小，可以用下面的公式表示：dBc=-20 log(參考時(shí)鐘頻率/DDS輸出頻率)5)如果使用內(nèi)置參考時(shí)鐘乘法器，參考時(shí)鐘的所有噪聲和雜散都會(huì)按照下面的公式在PLL環(huán)路帶寬內(nèi)被放大：dBc=20 log(參考時(shí)鐘的倍頻為4-20倍)。如果參考時(shí)鐘已知，

在該頻譜圖中，參考時(shí)鐘頻率和DDS輸出頻率疊加在一起，其中參考時(shí)鐘頻譜由藍(lán)色曲線表示，為400 MHz，DDS輸出頻譜由綠色線條表示，約為10.1 MHz。這種疊加的目的是反映參考時(shí)鐘雜散對(duì)DDS輸出的影響。為了說明這種影響，我們對(duì)400 MHz參考時(shí)鐘和100 kHz正弦信號(hào)進(jìn)行了10%幅度調(diào)制(AM)。如圖所示，參考時(shí)鐘和DDS輸出中存在100 kHz的調(diào)制頻率。請(qǐng)注意，參考時(shí)鐘和DDS輸出中的雜散引起的頻率偏移是相同的。這是參考時(shí)鐘雜散的固有特性。也就是說，無論DDS的控制字是什么，參考時(shí)鐘的雜散都會(huì)在DDS輸出中表現(xiàn)出相同的頻率偏移。該圖還顯示了參考時(shí)鐘雜散如何以20log(x)的關(guān)系衰減，其中x指參考時(shí)鐘頻率與DDS輸出頻率之比。本例中，我們使用的比值為400 MHz至10 MHz，相當(dāng)于32 dB。但如果仔細(xì)看，圖中顯示的衰減將近38 dB。我們認(rèn)為另一個(gè)6 dB的衰減是由參考時(shí)鐘輸入級(jí)從調(diào)幅(AM)到調(diào)相(PM)的轉(zhuǎn)換引起的，但上述結(jié)論和分析是一致的。

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