以全数字技术,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成原理。限于当时的技术和器件水平,它的性能指标尚不能与已有的技术相比,故未受到重视。近10年间,随着微电子技术的迅速发展,直接数字合成器DDS得到了飞速的发展,它以有别于其它频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的骄骄者6。DDS在相对带宽、频率转换时间、高分辨力、相位连续性、正交输出以及集成化等一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。其优点如下:1输出频率相对带宽较宽。输出频率带宽为50fclk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40fclk。2频率转换时间短。DDS是一个开环系统,无任何反馈环节,这种结构使得DDS
f的频率转换时间极短。事实上,在DDS的频率控制字改变之后,需经过一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,频率转换的时间等于频率控制字的传输时间,也就是一个时钟周期的时间。时钟频率越高,转换时间越短。DDS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。3频率分辨率极高。若时钟fclk的频率不变,DDS的频率分辨率就由相位累加器的位数N决定。只要增加相位累加器的位数N即可获得任意小的频率分辨率。目前,大多数DDS的分辨率在1HZ数量级,许多小于1MHZ,甚至更小。4相位变化连续。改变DDS输出频率,实际上改变的每一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。5其他优点。可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、功耗低、体积小、重量轻、可靠性高、控制灵活方便等方面,并具有极高的性价比。当然DDS也有局限性,主要表现如下:1输出频带范围有限。由于受DDS内部DAC和波形存储器ROM的工作速度限制,使得DDS输出的最高频率有限。目前市场上采用CMOS、TTL、ECL工艺制作的DDS芯片,工作频率一般在几十MHZ至400MHZ左右。2输出杂散大。由于DDS采用全数字结构,不可避免地引入了杂散。其来源主要有三个:相位累加器相位舍位误差造成的杂散;幅度量化误差由存储器有限字长引起造成的杂散和DAC非理想特性造成的杂散7。DDS问世之初,构成DDS的元器件的速度限制和数字化引起的噪声这两个主要缺点阻碍了DDS的发展与实际应用。随着r