14基于DDS的信号发生器的研究文档

频率分辨率极高若时钟的频率不变，的频率分辨率就是则相位累加器的位数决定。

只要增加相位累加器的位数即可获得任意小的频率分辨率。

目前，大多数的分辨率在数量级，许多小于甚至更小。

相位变化连续改变输出频率，实际上改变的每个时钟周期的相位增量，相位函数的曲线是连续的，只是在改变频率的瞬间其频率发生了突变，因而保持了信号相位的连续性。

输出波形的灵活性只要在内部加上相应控制如调频控制调相控制和调幅控制，即可以方便灵活地实现调频调相和调幅功能，产生和等间可达纳秒数量级，比使用其它的频率合成方法都要短数个数量级。

频率分辨率极高若时钟的频率不变，的频率分辨率就是则相位累加器的位数决定。

只要增加相位累加器的位数即可获得任意小的频率分辨率的频率控制字改变之后，需经过个时钟周期之后按照新的相位增量累加，才能实现频率的转换。

因此，频率时间等于频率控制字的传输，也就是个时钟周期的时间。

时钟频率越高，转换时间越短。

的频率转换时。

但考虑到低通滤波器的特性和设计难度以及对输出信号杂散的抑制，实际的输出频率带宽仍能达到。

频率转换时间短是个开环系统，无任何反馈环节，这种结构使得的频率转换时间极短。

事实上，在换时间高分头放力相位连续性正交输出以及集成化等系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供了优于模拟信号源的性能。

输出频率相对带宽较宽输出频率带宽为理论值小于的二分之。

因此，在采样频率定的条件下，可以通过控制两次采样之间的相位增量来改变所得离散波形序列的频率，经保持和滤波之后，可唯的恢复出此频率的模拟信号。

性能特点在相对带宽频率转若每次的相位增量选择为的倍，即可得到信号频率相应的模拟信号为式中和都是正整数，根据采样定理的要求，的最大值应份为可选择的最小相位增量，若每次的相位增量取，此时相位增长的斜率最小，得到最低频率输出经滤波后得到合成模拟信号为从式可知，相位函数的斜率决定了信号的频率。

从式和知，决定相位函数斜率的是两次采样之间的相位增量，因此，通过控制相位增量即可控制合成信号的频率。

将整个周期的相位分割为等份，每增量。

根据采样定理，只要，从式的离散序列即可唯的恢复出式的模拟信号首先通过转换器把离散序列信号转换为系列的阶梯电压信号，然后再经过低通滤波后便输出了光滑的合成波形的信号。

则可得到离散的波形序列，„离散的相位序列为，„式中是连续两次采样之间的相位它的相位是时间的线性函数，即相位函数对时间的导数是常数它就是信号的频率。

对式信号进行采样，采样周期为即采样频率，换为模拟量输出。

其基本环节由计数器存储器转换器和滤波器等组成。

下面以正弦波的形成为例来说明数字波形合成的基本原理。

对于个标准的正弦信号才的实验技能和创造良好的经济效益具有非常现实的意义。

第二章技术的介绍与理论分析的基本原理及性能特点基本原理直接数字频率合成技术的基本原理是将波形在采样点的数字值依次通过转换器转技术中应用的必要设备。

目前国内只有最高频率为兆的同类产品，进口设备如，等，价格昂贵，多为数千美元乃至上万美元，因此自行研究开发高性能的频率合成器对提高高性能设备的国产率，培养高级工程技术人研究上有所进展。

通过对技术的研究以及设计实现，尽力追赶国外先进技术，为国内该项技术的发展提供经验，并为以后开发更先进的信号源增加了技术积累。

宽频率范围，分辨率高，频率转换时间短的信号源是现代测试及等。

课题研究意义本课题的目的在于设计出套具有实用价值的，性能较高的信号发生器。

通过本课题的研究，力求在领域的以下。

其应用领域也不再限于频率合成，已有专门用于产生信号的器件。

目前产品已经走上系列生产之路，生产产品的公司主要有以下。

其应用领域也不再限于频率合成，已有专门用于产生信号的器件。

目前产品已经走上系列生产之路，生产产品的公司主要有，及等。

课题研究意义本课题的目的在于设计出套具有实用价值的，性能较高的信号发生器。

通过本课题的研究，力求在领域的研究上有所进展。

通过对技术的研究以及设计实现，尽力追赶国外先进技术，为国内该项技术的发展提供经验，并为以后开发更先进的信号源增加了技术积累。

宽频率范围，分辨率高，频率转换时间短的信号源是现代测试技术中应用的必要设备。

目前国内只有最高频率为兆的同类产品，进口设备如，等，价格昂贵，多为数千美元乃至上万美元，因此自行研究开发高性能的频率合成器对提高高性能设备的国产率，培养高级工程技术人才的实验技能和创造良好的经济效益具有非常现实的意义。

第二章技术的介绍与理论分析的基本原理及性能特点基本原理直接数字频率合成技术的基本原理是将波形在采样点的数字值依次通过转换器转换为模拟量输出。

其基本环节由计数器存储器转换器和滤波器等组成。

下面以正弦波的形成为例来说明数字波形合成的基本原理。

对于个标准的正弦信号它的相位是时间的线性函数，即相位函数对时间的导数是常数它就是信号的频率。

对式信号进行采样，采样周期为即采样频率，则可得到离散的波形序列，„离散的相位序列为，„式中是连续两次采样之间的相位增量。

根据采样定理，只要，从式的离散序列即可唯的恢复出式的模拟信号首先通过转换器把离散序列信号转换为系列的阶梯电压信号，然后再经过低通滤波后便输出了光滑的合成波形的信号。

从式可知，相位函数的斜率决定了信号的频率。

从式和知，决定相位函数斜率的是两次采样之间的相位增量，因此，通过控制相位增量即可控制合成信号的频率。

将整个周期的相位分割为等份，每份为可选择的最小相位增量，若每次的相位增量取，此时相位增长的斜率最小，得到最低频率输出经滤波后得到合成模拟信号为若每次的相位增量选择为的倍，即可得到信号频率相应的模拟信号为式中和都是正整数，根据采样定理的要求，的最大值应小于的二分之。

因此，在采样频率定的条件下，可以通过控制两次采样之间的相位增量来改变所得离散波形序列的频率，经保持和滤波之后，可唯的恢复出此频率的模拟信号。

性能特点在相对带宽频率转换时间高分头放力相位连续性正交输出以及集成化等系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供了优于模拟信号源的性能。

输出频率相对带宽较宽输出频率带宽为理论值。

但考虑到低通滤波器的特性和设计难度以及对输出信号杂散的抑制，实际的输出频率带宽仍能达到。

频率转换时间短是个开环系统，无任何反馈环节，这种结构使得的频率转换时间极短。

事实上，在的频率控制字改变之后，需经过个时钟周期之后按照新的相位增量累加，才能实现频率的转换。

因此，频率时间等于频率控制字的传输，也就是个时钟周期的时间。

时钟频率越高，转换时间越短。

的频率转换时间可达纳秒数量级，比使用其它的频率合成方法都要短数个数量级。

频率分辨率极高若时钟的频率不变，的频率分辨率就是则相位累加器的位数决定。

只要增加相位累加器的位数即可获得任意小的频率分辨率。

目前，大多数的分辨率在数量级，许多小于甚至更小。

相位变化连续改变输出频率，实际上改变的每个时钟周期的相位增量，相位函数的曲线是连续的，只是在改变频率的瞬间其频率发生了突变，因而保持了信号相位的连续性。

输出波形的灵活性只要在内部加上相应控制如调频控制调相控制和调幅控制，即可以方便灵活地实现调频调相和调幅功能，产生和等信号。

另外，只要在的波形存储器存放不同波形数据，就可以实现各种波形输出，如三角波锯齿波和矩形波甚至是任意的波形。

当的波形存储器分别存放正弦和余弦函数表时，既可得到正交的两路输出。

其他优点由于中几乎所模转换器转变为阶梯信号，最后通过滤波器平滑得到正弦模拟信号。

根据前面的分析，可以得知输出信号由频率控制字系统时钟频率及相位累加器的位数共同决定当时，输出信号的最小频率分辨率为这就是的频率分辨率，由此可以得出当系统的时钟定时，频率分辨率反比于相位累加器的位数，提高相位累加器位数可以提高频率分辨率。

在实际中的增加受到种种因素的制约，但就目前的技术水平来说，己经可以达到很高的频率分辨率了。

在理想状况下输出频谱特性理想参数模型是的理想化数学模型，研究理想参数的输出谱特性，有助于理解的输出谱特性，也是我们进步分析输出谱特性的基础。

所谓的理想参数具备三个条件没有相位舍位误差，及相位累计器的所有位都用来对进行寻址。

没有幅度量化误差，即中所存储的波形数据是无限精度的，没有幅度上的舍位电路模型中所用到的都是理想的器件。

此时，整个系统相当于个理想采保电路，如图所示。

相当于个理想采样器，则相当于个理想保持电路，其系统冲激响应为采样器保持电路低通滤波图理想等效电路而理想输出的波形样本序列为，该序列是周期序列，其周期为，，其中表示取最大公约数。

将波形序列通过，就得到了理想的连续输出信号，其周期为。

在个周期，内可以表示如下式中表示位于时间轴处，宽度为的门函数。

由参考文献可知，的频谱是些离散谱线，个周期内共有，根谱线。

考虑到的截止频率是，且实序列的频谱关于对称，故在，内，幅度不为零的谱线只有根。

故理想情况下，在，内没有杂散。

若对作傅立叶变换，可以得到