基于DDS技术的杂散分析及抑制方法

频率合成技术起源于二十世纪30年代，当时所采用的频率合成方法是直接频率合成。它是利用混频、倍频、分频的方法由参考源频率经过加、减、乘、除运算，直接组合出所需要的的频率。它的优点是捷变速度快，相位噪声低，但由于结构复杂，价格昂贵，很快被淘汰。在此之后出现了间接频率合成。这种方法主要是将相位反馈理论和锁相环技术运用于频率合成领域，即所谓的PLL频率合成技术。PLL频率合成技术克服了直接式频率合成的许多缺点，特别是它易于集成化，使得体积小、相位噪声低、杂散抑制输出频率高，但它的频率切换时间相对较长。随着数字信号理论和超大规模集成电路的发展，在频率合成领域诞生了技术性的革命，那就是直接数字频率合成技术（direct digital synthesis,DDS）。这是一种频率合成的新方法，频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、控制灵活方便，但其频率上限较低且杂散较大，极大的限制了DDS的推广和应用。随着电子技术的发展，各类电子系统对信号源的要求越来越高，如何抑制DDS输出信号中杂散也就成了研究热点。本文给出了几种抑制杂散的方法，对于运用DDS技术进行工程设计具有一定指导作用。

1 DDS的工作原理[1]

DDS工作结构如图1所示：

图1

DDS系统的核心是相位累加器，它由N位加法器与N位相位寄存器构成，类似一个简单的计数器。每来一个时钟脉冲，相位寄存器的输出就增加一个步长的相位增量值，加法器将频率控制数据与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加结果送至累加寄存器的数据输端。相位累加器进人线性相位累加，累加至满量时产生一次计数溢出，这个溢出频率即为DDS的输出频率。正弦查询表是一个可编程只读存储器(PROM)，存储的是以相位为地址的一个周期正弦信号的采样编码值，包含一个周期正弦波的数字幅度信息。将相位寄存器的输出与相位控制字相加得到的数据作为一个地址对正弦查询表进行寻址，查询表把输人的地址相位信息映射成正弦波幅度信号，驱动DAC,输出模拟信号;低通滤波器平滑并滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。