数字频率合成精解：用DDS器件产生高质量波形

所有这些因素都会干扰振荡器的时序特性。另外，振荡器受外部磁场或电场以及附近发射器的射频干扰的影响。振荡器电路中，一个简单的放大器、反相器或缓冲器也都会给信号带来额外的抖动。

　　因此，选择一个抖动低、边沿陡的稳定的参考时钟振荡器是至关重要的。较高频率的基准时钟允许较大的过采样，而且，通过分频可以在一定程度上减轻抖动，因为对信号进行分频将在更长时期产生相同量的抖动，因而可以降低信号上的抖动的百分比。

　　噪声——包括相位噪声

　　采样系统的噪声取决于诸多因素，首要因素是参考时钟抖动，这种抖动表现为基波信号上的相位噪声。在DDS系统中，截断相位寄存器输出可能带来因代码而异的系统误差。二进制字不会导致截断误差。但对于非二进制字，相位噪声截断误差会在频谱中产生杂散。杂散的频率/幅度取决于代码字。DAC的量化和线性误差也会给系统带来谐波噪声。时域误差（如欠冲/过冲和代码错误）都会加重输出信号的失真。

　　应用

　　DDS应用可以分为两大类：

　　要求捷变频率源以进行数据编码和调制应用的通信和雷达系统

　　要求通用频率合成功能以及可编程调谐、扫描和激励能力的测量、工业和光学应用

　　两种情况下，都出现了一种走向更高频谱纯度（更低的相位噪声和更高的无杂散动态范围）的趋势，同时还存在低功耗和小尺寸的要求，以适应远程或电池供电设备的需求。

　　调制/数据编码和同步中的DDS

　　DDS产品首先出现于雷达和军事应用之中，其部分特性的发展（性能的提升、成本和尺寸等）已使DDS技术在调制和数据编码应用中日渐盛行。本节将讨论两种数据编码方案及其在DDS系统中的实现方式

　　二进制频移键控 （BFSK，或简称FSK） 最简单的数据编码形式之一。数据的发射方式是使一个连续载波的频率在两个离散频率（一为二进制1，即传号，一为二进制0，即空号）之间变换。图4所示为数据和发射信号之间的关系。

　　图4.二进制FSK调制。

　　二进制1和0表示为两个不同的频率，分别为f0和f1。这种编码方案可以轻松在DDS器件中实现。代表输出频率的DDS频率调谐字被改变，以从将发射的1和0产生f0和f1。在ADI纯DDS产品系列中，至少有两款器件AD9834 和 AD9838另见附录），用户可以简单地将两个当前FSK频率调谐字编程进IC的嵌入式频率寄存器之中。要变换输出频率，则须用专用的引脚FSELECT选择含有相应调谐字的寄存器（见图5）

　　图5.利用AD9834或AD9838 DDS的调谐字选择器实现FSK编码。

　　相移键控（PSK） 是另一种简单的数据编码形式。在PSK中，载波的频率保持不变，通过改变发射信号的相位来传递信息。可以利用多种方案来实现PSK。最简单的方法通常称为二进制PSK（即BPSK），只采用两个信号相位：0°（逻辑1）和180°（逻辑0）。各位的状态取决于前一位的状态。如果波的相位不变，则信号状态将保持不变（低或高）。如果波的相位改变180°，即相位反转，则信号状态将改变（低变为高，或高变为低）。PSK编码可以轻松在DDS产品中实现，因为多数器件都有一个独立的输入寄存器（相位寄存器），可以加载相位值。该值被直接添加到载波的相位，而不改变其频率。更改该寄存器的内容将调制载波的相位，结果产生一个PSK输出。对于要求高速调制的应用，内置相位寄存器对的AD9834和AD9838允许其PSELECT引脚上的信号在预加载的相位寄存器之间变换，以根据需要调制载波。

　　更复杂的PSK采用四个或八个波相位。这样，每当相位发生变化时，二进制数据的传输速率将高于BPSK调制。在四相位调制 （正交 PSK），中，可能的相位角度为0°， +90°， −90°， 和 +180°;每次相位变换可能代表两个信号因子AD9830， AD9831， AD9832， 和 AD9835 提供四个相位寄存器，通过连续更新寄存器的不同相位偏移，可以实现复杂的相位调制方案。

　　以同步模式利用多个DDS元件实现I/Q功能

　　许多应用要求产生两个或两个以上具有已知相位关系的正弦波或方波信号。一个常见的例子是同相和正交调制（I/Q），在这种技术中，在0°和90°相位角度从载波频率获得信号信息。可以用相同的源时钟来运行两个单独的DDS元件，以输出可以直接控制和操作其相位关系的信号。在图6中，用一个基准时钟对AD9838器件编程；相同的RESET引脚用于更新两个器件。这样，可以实现简单的I/Q调制

RESET必须在上电后以及向DDS传输任何数据之前初始化。结果可将DDS输出置于已知相位，使其成为共同的参考角度，以便同步多个DDS器件。当新数据被同时送至多个DDS器件时，