频率合成简介

数、需要更多的滤波以及有隔离要求，故其体积往往比间接合成器的体积更大。

• 直接数字合成（DDS）

直接数字合成这一方法克服了前两种合成法的若干缺点，在一些应用场合，锁相环完全可以被有效的取代。

           下图示出了直接数字合成（也称“数控振荡器”或NCO）的方块图。

N位数字累加器用于将相位的增量添加到每个时钟周期内的存储信息上。M位查寻只读存储器（ROM）提供被累加相位的正弦数据。然后，这些数据驱动数-模转换器（DAC），产生一系列类似于正弦波的步长。经低通滤波（LPF）之后，高次谐波、混叠信号和其它无用寄生信号输出被衰减，显露出相当纯净的正弦波。赖奎斯特判据要求比最高输出频率大1倍的取样速率（时钟频率）。

           由于累加器具有360°的相位参数，故该过程可以反复进行，并产生连续变化的正弦波。可以借助下面的“相位圆”具体说明这一过程。

在相位圆图中，总共360°的相位被分为2^N个相等的增量，供在累加器中相加。360°/2^N代表最低工作频率以及最小频率增量（步长）。通过最小增量乘以包含在频率控制字符中的整数P（对步长进行程控），可以有效地生成更高的频率。因此，可以得到的频率分辨率Fres为：

Fres=Fclk/2^N

式中Fclk是时钟频率，N是累加器中的位数。例如对于50MHz的时钟频率和24位的累加器，可以向18MHz以上的输出频率提供约3Hz的步长。应当指出，若要求产生具有十进制分辨率的频率，则要求等于2的幂次（二进制）时钟频率。

除精细频率分辨率外，直接数字合成还能缩短具有连续相位的频率转换间隔，因为原则上这只能由改变已在累加器中相加的相位增量步长来实现。数字电路中的流水线型延迟是对速度的主要限制。频率调制可以由改变控制字符来完成，而相位调制则可以由改变对查寻ROM提供的数字相位字符来完成。

影响直接数字合成在高频上使用的主要因素是寄生信号特性。寄生特性取决于若干因素，包括DAC的切换瞬变响应、DAC的非线性、锁存器的非理想同步以及沿数字路径的耦合效应。CMOS、砷化镓NCOs和DAC的不断发展、完善，促进了直接数字合成取代PPL和直接合成器，迈向越来越高的频率。